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。例如,高温超导电动机可以用于军用舰船推进,大大减少舰船电机的体积和重量;高温超导限流器可以用于舰船电力系统短路电流的限制,超导储能系统在提高舰船电力系统稳定性和电能质量方面也将发挥重要的作用。
目前,超导电力技术已有很大的发展,但要在电力系统中真正获得实际应用,还需要进一步开展以下几个方面的研究:
1)探索和研究超导电力新原理、新装置,以使超导力装置在满足电力系统不同运行状态的要求并能最大限度地发挥超导体的优越性能。
2)研究超导电力装置的内部动态特性和与电力系统动态相互作用的机理,以及含超导装置的电力系统规划、运行,稳定、控制理论及其经济性、可行性、技术优越性、安全可靠性等。
3)开展超导技术与电力电子技术相结合的研究,两者的结合有可能将诸如超导变压器、超导储能、超导限流器、有源滤波、统一潮流控制器等多个功能集成于一体,进一步提高电力系统的稳定性和改善电力质量。
4)低温冷却技术以及其他相关技术的研究,例如高效、高可靠性的低温系统、传导冷却技术、低损耗的电流引线、磁体电源、控制、保护等。
5)探索新的、高性能和高临界温度的超导材料。研究价格低廉、加工简便、具有更高临界温度和电流密度的新型超导体,进一步提高超导线/带的临界电流密度、机械特性以及热力学特性,这对超导电力技术的实际应用具有十分重要的现实意义。
超导电力技术是一门有广泛应用和巨大发展潜力的高技术领域,也是目前国际科技发展的重要前沿。随着高温超导材料和超导技术的进一步发展,超导电力技术将会成为未来电力系统最具有影响力的新技术,超导电力技术的应用将大大提高电力工业的发展水平,并将促进电力工业重大变革。
(作者单位:中国科学院电工研究所)