é  引    言  ?

      隨著商業(yè)、居民及新能源汽車用電量快速攀升，全球各地大中城市的峰值用電負(fù)荷已逼近城市供電能力的極限。漫天的架空線，擁擠的地下電纜，使得如何更穩(wěn)定、有效地向城市中心輸電成為各國電網(wǎng)發(fā)展的難題。高溫超導(dǎo)材料的發(fā)展，使得超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步延伸到電力工業(yè)中，也給部分電力裝備的弊端提供新的解決方案。超導(dǎo)技術(shù)在電力中的應(yīng)用主要包括：超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)儲能裝置和超導(dǎo)電機等。

      超導(dǎo)電纜利用高溫超導(dǎo)帶材特性，具有傳輸容量大、損耗低、可靠性高、廊道占地小、環(huán)境友好等優(yōu)點。超導(dǎo)材料的載流能力為同尺寸銅線的50-500倍，工程載流量提升5-10倍，使得超導(dǎo)電纜城市密集商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)區(qū)和超大型高層建筑等已有線路的擴容、大電流傳輸?shù)葢?yīng)用場景具備顯著優(yōu)勢價值。

      高溫超導(dǎo)限流器被認(rèn)為是目前最有效的電力短路故障電流限制裝置。裝置運行時阻抗極小，出現(xiàn)故障時阻抗自動增大，并具有百微秒級響應(yīng)速度和自動限流的特點，可長期、重復(fù)使用。超導(dǎo)限流器的應(yīng)用，可整體提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、改善供電的可靠性和安全性。
      近年來我國超導(dǎo)電力應(yīng)用加速推進(jìn)，國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)都著力發(fā)展多種高溫超導(dǎo)電力設(shè)備，目前我國已經(jīng)在上海和深圳兩地投運了兩條商業(yè)運行的高溫超導(dǎo)電纜示范線，220kV交流、500kV交流和160kV直流的超導(dǎo)限流器也相繼研發(fā)成功，南方電網(wǎng)在十四五期間已經(jīng)重點展開10Mvar等級超導(dǎo)調(diào)相機和10MJ等級超導(dǎo)儲能的研制。多條傳輸距離更長、載流能力或電壓等級更高的超導(dǎo)電纜輸電工程也在廣東、上海、浙江等地緊羅密布的籌備中。超導(dǎo)電力應(yīng)用的賽道將在未來幾年迅速鋪開。

é  應(yīng)用案例  ?

| 國內(nèi)首條35千伏公里級高溫超導(dǎo)電纜示范工程——國家電網(wǎng)/上海電纜研究所/上海國際超導(dǎo)公司

示范工程位于上海市徐匯區(qū)長春變電站和漕溪變電站兩座220千伏變電站之間，線路全長1.2公里，設(shè)計電流2200安培，是目前世界上輸送容量最大、線路最長、全商業(yè)化運行的35千伏高溫超導(dǎo)電纜，于2021年12月22日正式在滬投運。

上海超導(dǎo)為該項目提供將近160公里4.8mm寬紫銅封裝高性能高溫超導(dǎo)帶材，該電纜工程的通電導(dǎo)體層全部采用我公司生產(chǎn)的帶材。

| 國內(nèi)首條10千伏三相同軸高溫交流超導(dǎo)電纜——南方電網(wǎng)/中天科技

該條三相同軸高溫超導(dǎo)電纜于2021年9月28日投運，為深圳平安金融中心帶來高可靠性供電。這也是全球首個應(yīng)用于超大型城市中心區(qū)的超導(dǎo)電纜，有望“一攬子”解決大城市電網(wǎng)建設(shè)用地難、電網(wǎng)負(fù)荷需求持續(xù)增長、城市輸配電走廊趨于飽和等諸多問題和挑戰(zhàn)。

該項目的全部超導(dǎo)材料均為上海超導(dǎo)供應(yīng)，且上海超導(dǎo)在2021年1月至3月期間，僅用2個月左右生產(chǎn)周期就為該項目成功交付110余公里4.8mm寬紫銅封裝高性能高溫超導(dǎo)帶材。

| 160kV直流電阻型超導(dǎo)限流器——廣東電網(wǎng)

該項目是南方電網(wǎng)牽頭的國家重點研發(fā)計劃項目，也是世界電壓等級最高、容量最大的超導(dǎo)直流限流器，可有效增強直流輸電的電網(wǎng)安全保護(hù)能力，已于2019年1月通過第三方測試、2020年8月掛網(wǎng)試運行。

上海超導(dǎo)為該項目特殊研制并批量供應(yīng)了雙層封裝型超導(dǎo)帶材，可同時實現(xiàn)高室溫電阻率（提升限流效果）和超強耐沖擊穩(wěn)定性（增強設(shè)備可靠性）。2019年上海超導(dǎo)按時完成該項目數(shù)十公里10mm寬雙層封裝帶的批量供貨（相當(dāng)于近200km超導(dǎo)電纜用4mm寬帶材的供貨量），助力該項目的成功實施。

| 220kV交流電阻型超導(dǎo)限流器——中天科技/中科院電工所/北京交通大學(xué)

該項目為我國十三五期間超導(dǎo)領(lǐng)域的重要項目，國家863計劃，于2018年1月通過驗收。該項目，該項目的成功為后續(xù)電阻型超導(dǎo)限流器的電網(wǎng)應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

該項目的超導(dǎo)材料全部由上海超導(dǎo)提供，我司為項目供應(yīng)了近二十公里12mm寬不銹鋼封裝高溫超導(dǎo)帶材。

 | 500kV交流飽和鐵芯型超導(dǎo)限流器——廣東電網(wǎng)

該項目是國內(nèi)首臺自主研發(fā)的、國際上電壓等級最高的500kV超導(dǎo)限流器，突破了大尺寸高溫超導(dǎo)磁體設(shè)計與制造等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，并實現(xiàn)了穩(wěn)定運行，于2017年7月通過驗收。

該項目的研制階段（2016年）正逢上海超導(dǎo)的帶材產(chǎn)品剛打破國際壟斷，實現(xiàn)小批量供應(yīng)能力。得益于南方電網(wǎng)對國產(chǎn)核心原材料的信任與支持，在線圈端部高磁場區(qū)域采用了上海超導(dǎo)的材料（其余材料仍為日本進(jìn)口）。該項目也是國產(chǎn)二代高溫超導(dǎo)帶材產(chǎn)品首次在我國大型超導(dǎo)電力設(shè)備中的應(yīng)用。

| 我國首臺高溫超導(dǎo)同步調(diào)相機驗證樣機——廣東電網(wǎng)

該樣機由廣東電網(wǎng)公司牽頭設(shè)計開發(fā)，用于驗證大型高溫超導(dǎo)同步調(diào)相機技術(shù)可行性，于2020年10月成功進(jìn)行了階段性試驗，將探索電網(wǎng)動態(tài)無功補償領(lǐng)域的新航路。

上海超導(dǎo)與廣東電網(wǎng)長期合作，為該樣機項目提供了約14公里12mm寬紫銅封裝高溫超導(dǎo)帶材。