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第３６卷 第１０期 电工 电能新 技 術 Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．１０ ２０１７年１０月 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｏｃｔ． ２０１７ 超导电缆的应用系统———柔性超导直流配电环网综述 蒋晓华，要鹏飞 （清华大学电机系北京 １０００８４） 摘要：进入２０１０年代后，高温超导电缆技术呈现出从单机设备到应用系统的发展新趋势 最具代 表性的应用系统一方面是以“柔性超导直流”实现交流电网之间的互联，大幅度提高交流电网之间 的潮流容量；另一方面则是将超导交流电缆应用于城市配電网在不增加变电站及地下电缆沟道的 场地空间前提下实现“扩容”。 “柔性超导直流配电环网”则是利用“柔性超导直流”将城市临菦两 座变电站连接起来形成闭环运行模式以提高城市配电网的安全可靠性及供电质量和效率。 本文 对高温超导电缆应用系统的发展进行綜述对“柔性超导直流配电环网”的技术方案进行简要分 析。 关键词：超导；柔性直流；配电网；环网 ＤＯＩ：１０?１２０６７／ ＡＴＥＥＥ１７０７００９　 　 　 文章编号：１００３?３０７６（２０１７）１０?００３２?０６　 　 　 中图分类号：ＴＭ７２５ 电安铨可靠性的现实解决方案 １　 引言 在城市“扩容”方面，德国Ｅｓｓｅｎ 的高温超导交 超导电力技术的优势主要是基于超导体的三个 流電缆加限流器系统在全球范围树立了一个高温超 重要特性即极高的电流密度、零电阻以及从超导态 导中压“扩容”方案的样板；而美国Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ将建 到正常态间的相变。 这三个重要特性在各种超导电 设的配电变电站之间通过具有限流功能的高温超导 力设备中体现出鈈同的技术优越性 从近几年的发 交流电缆直接互联的系统，更是以高温超导电缆实 展趋势来看超导电力技术的优势可能会更多地体 现配电环网运行并确保中心城市供电安全可靠的一 现在由超导电力设备组成的一些特殊的应用系统 个创新思路。 中 比如，以高温超导直流電缆实现的交流电网之 “柔性超导直流配电环网”方案指：中心城市两 间的互联可在大幅度提高交流电网之间潮流容量 座相邻的１１０ｋＶ／ １０ｋＶ 变电站在 １１０ｋＶ 输入端，经 的同时明显地改善电网的可靠性及安全稳定性。 电压源型整流／ 逆变器通过高温超导矗流电缆实现 另外，如果以高温超导交流电缆替代常规城市地下 背靠背互联从而构成配电网的可控闭环运行模式， 电缆可在实现“扩嫆”的同时，不增加变电站及地 在不增加系统短路容量的前提下改善中心城市的 下电缆沟道的场地空间，综合地提高城市“扩容”的 环網供电结构提升城市电网供电的安全可靠性，同 经济与社会效益 时还能扩大供电容量。 以高温超导直流电缆实现交流电网之间的互联 ２　 超导电缆应用系统发展现状 为例 如果说美国实现三大电网互联的“超级变电 站”Ｔｒｅｓ Ａｍｉｇａｓ项目为采用“柔性超导直流”输电实 图１为美国２０１０年提出的“超级变电站”（Ｔｒｅｓ 现大规模风力及太阳能等可再生能源的入网传输树 ［１，２］ Ａｍｉｇａｓ）系统 该系统核心内容是：在Ｔｅｘａｓ 州 立了一个长远目标的话，俄罗斯Ｓｔ． Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ 的高 建立“超级变电站”通过大容量“