超导限流器行业发展前景
随着我国国民经济的飞速发展,人们对电力和供电质量的需求不断提高,输、配电网规模及电网互联程度的日益扩大,必然导致电网短路功率及故障短路电流迅速增大。故障短路电流的急剧增大,已成为制约现代电力系统发展的技术瓶颈之一。由于一般情况下电力系统短路电流可达到额定电流的20倍,而且呈现多个站点短路电流将超过断路器的极限分断能力,使电力系统电气设备的安全系数设计值越来越大,从而大大降低了电力系统运行的安全性和经济性。因此,如何有效地控制故障短路电流并降低断路器分断容量,是当前电力系统面临的重要课题。现在,能够抑制电网故障短路电流的手段很有限,在设备上常用的是高阻抗变压器和限流空心电抗器等,在系统设计上常用的是把电网的规模变小或互联程度降低。高阻抗变压器可以在一定程度上降低电网的故障短路电流水平,但同时增加了电网传输损耗,对电能质量会造成一定程度的不良影响。使用空心电抗器也存在类似的问题,而且把限流空心电抗器用于高电压等级目前还存在着一些技术困难。在设计上降低电网互联程度或减小电网规模与电力系统增强电网互联,提高大电网输电能力的发展趋势是背道而驰的。
受全球气候变化、生态环境恶化及化石能源快速消耗等问题影响,当今世界能源格局正在发生重大而深刻的变革,智能电网逐渐被世界各国所重视。
美国国家能源部(DOE)下属西北太平洋国家实验室(PNNL)发布的《智能电网:能源与二氧化碳收益评估》(TheSmartGrid:AnEstimationoftheEnergyandCO2Benefits)报告称,截至2030年,智能电网对美国电能消耗和二氧化碳排放削减的直接贡献将达到12%,间接贡献将达到6%。而美国政府此前承诺的2020年温室气体减排量为17%。
美国电科院和相关组织的分析认为,智能电网将承担美国2020年碳减排目标约一半的重任。
我国电网公司从我国地域广阔而致能源中心和负荷中心分布严重不均的国情出发,为保证中国经济的高速发展,在欧美智能电网特征的基础上,特别增加了“坚强”这一元素,构建以特高压骨干电网为核心,以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网,在此基础上,兼顾各级电网的协调发展,通过试点和示范逐步向低压配电网与用户端展开,促进电网的安全、高效与开放。从强化坚强元素的发展战略来看,目前我国电网在用的传统限流元件已不能适应坚强智能电网的需求,超导技术的发展及在电网的应用越来越受到业内专家的重视。
目前,在高温超导产品中,应用于电力系统的主要有超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导储能装置、超导电机等,超导限流器是所有高温超导产品中技术最成熟、应用前景最好、产业化条件最完备的产品,成为智能电网的首选。不仅如此,超导电力技术不仅是一项民用技术,在国防安全方面也具有重大应用价值,也可以用于舰船电力系统短路电流的限制。
随着智能电网的建设的全面推进,必然要带动与之相对应的是发、输、配、用电设备的快速发展,中国将成为全球最重要的电气设备市场。根据中国电器工业协会预测,至2020年国内超导限流器潜在的市场容量逾期超过1500亿元。
另外,由于美国南加州圣迭戈的大停电而造成巨大的经济损失,美国、欧盟、日本等国家对电网互联安全性和运行可靠性的重视程度不断提高,超导限流器在国际市场潜在需求也不断上升。据德国Zenergy公司估算,超导限流器全球市场规模每年将达50亿美元。
综上,超导限流器是一项发展前景良好、市场容量巨大的产品,市场前景十分广阔。
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