編者按:近日,中央電視臺慶祝中華人民共和國成立75周年特別節(jié)目《共和國巡禮》播出“上海篇”——《飛越上??窗l(fā)展》,報道位于上海徐匯區(qū)的世界首條35千伏公里級超導輸電示范工程在服務城市發(fā)展中的卓越表現(xiàn)。這一工程的成功實施,標志著我國在超導電纜工程化應用領域取得了核心技術的重大突破,并將相關技術提升至全球領先行列。 近年來,國網上海市電力公司認真落實國家電網有限公司黨組工作部署,立足“世界觀察中國電力的窗口”定位,堅持“攀高峰、接地氣、育成果、出人才”協(xié)同發(fā)力,深耕超導材料、超導電力等技術領域,打造長三角超導產業(yè)鏈聯(lián)合體,以創(chuàng)新先行者和科技引領者的行動自覺,為公司加快實現(xiàn)高水平科技自立自強、推動電網高質量發(fā)展貢獻力量。 從零到一 多項成果填補行業(yè)空白 2023年8月18日,35千伏公里級超導輸電示范工程運行容量首次超越設計滿負荷容量,達到13.36萬千伏安,創(chuàng)造了我國商用超導輸電工程最大實際運行容量的新紀錄。 35千伏公里級超導輸電示范工程是世界上輸送容量最大、距離最長、接頭數量最多且實現(xiàn)全商業(yè)化運行的超導電纜輸電項目。該工程總長1.2公里,額定電流2200安培,額定容量達13.3萬千伏安,輸電能力相當于常規(guī)電纜的4至6倍。 國網上海電力電纜運維人員在35千伏公里級超導輸電示范工程現(xiàn)場巡檢設備。 區(qū)別于傳統(tǒng)電纜,超導電纜根據實際運行方案增加了“一纜一策”非電氣量保護,能夠在電纜本體故障、液壓冷卻系統(tǒng)故障、排管外破等多種故障情況下保證保護動作快速、精準。 35千伏公里級超導輸電示范工程是超導電纜應用領域的先行者,國網上海電力作為實施主體,在建設和運維各環(huán)節(jié)實現(xiàn)了多項突破:發(fā)明了世界首個超導電纜全程排管冷縮補償方法,解決了超導電纜大坡度、多轉角的敷設難題;創(chuàng)新將淺層水平定向頂管運用于施工中,通過精準物探、泥水平衡、管內注漿等技術的綜合運用,在減少地表沉降的同時,控制管道與地面水平高差3%以內,有效解決了超大城市核心城區(qū)道路路面開挖難、道路交通負荷大等施工難點。 國網上海電力員工開展高溫超導電纜試拉試驗。 近三年來,國網上海電力圍繞超導輸電示范工程建設、運維、檢修等環(huán)節(jié),制定并獲批國內超導輸電領域首個行業(yè)標準和企業(yè)標準,發(fā)表相關論文25篇,編著《超導電纜在城市電網中的應用》,相關成果獲得PCT國際專利4項、國家發(fā)明專利授權26項和實用新型專利授權20項。 從跟跑到領跑 數字賦能夯實技術優(yōu)勢 9月2日,工業(yè)和信息化部印發(fā)《首臺(套)重大技術裝備推廣應用指導目錄(2024年版)》,超導電纜作為電力裝備核心系統(tǒng)和關鍵零部件入選該目錄,進一步促進超導電纜技術的推廣應用。 近年來,國網上海電力持續(xù)打造超導核心技術戰(zhàn)略高地,在工程投運的同時上線超導輸電示范工程在線監(jiān)測平臺,并在超導電纜沿線1.2公里范圍內安裝了21個智能井蓋、80個智能地釘、9個可視化聯(lián)動裝置、1套液氮監(jiān)測設備及全線光纖測振裝置,實現(xiàn)全方位監(jiān)測。 國網上海電力員工分析超導電纜運行數據。 運行參數越多,系統(tǒng)預判模型就更全面、更精準。國網上海電力依托積累的豐富參數、波形、圖像等各類運行數據,構建高精度數字仿真系統(tǒng),精準分析超導電纜運行狀態(tài),對突發(fā)情況及風險進行評估、告警,為超導電網理論研究和應用研判提供充分的依據,有效推動了產、學、研全產業(yè)鏈快速發(fā)展。 國網上海電力員工應用系統(tǒng)平臺研究分析超導電纜監(jiān)測數據。 海量數據接入為超導技術團隊掌握設備運行情況和探索應用前景提供了依據。國網上海電力超導技術攻關團隊對大量運行數據進行梳理分析及仿真模擬,積累了寶貴的實踐數據,并開展科學研究和工程實踐,不斷夯實核心技術優(yōu)勢,助力我國在超導技術創(chuàng)新及應用領域持續(xù)領跑。 從試驗到推廣 產業(yè)鏈煥發(fā)新活力 9月17日,35千伏公里級超導輸電示范工程安全運行滿1000天,累計實現(xiàn)連續(xù)無故障運行2.4萬小時,為徐家匯商圈、上海體育館等區(qū)域4.9萬戶用戶穩(wěn)定輸送電量近4.9億千瓦時,展現(xiàn)了超導技術應用在城市電網中的卓越表現(xiàn)與巨大潛力。 超導輸電示范工程是長三角超導產業(yè)鏈聯(lián)盟和上海超導制造業(yè)創(chuàng)新中心在產學研用協(xié)同方面的標志性成果。工程設計之初,國網上海電力聯(lián)合上海電纜研究所有限公司、上海國際超導科技有限公司、上海交通大學等上下游企業(yè)和高校,從城市電網核心區(qū)的小通道、大容量輸電需求出發(fā),攻克了從超導材料制備到電纜設計制造的一系列難題,創(chuàng)新研制出大長度三相統(tǒng)包超導電纜。 35千伏公里級超導輸電示范工程展品在世界人工智能大會上展出。 長三角超導產業(yè)鏈聯(lián)盟成立三年多來,形成了一套圍繞產業(yè)鏈布局,以市場為主、政府支持、企業(yè)實施的創(chuàng)新機制與生態(tài),實現(xiàn)了從材料生產、低溫制冷、設備制造到電網應用的完整產業(yè)鏈聚合,為后續(xù)超導電抗器、超導儲能、超級開關站以及5公里超導輸電示范工程建設提供產業(yè)支撐。 目前,國網上海電力積極推進國內首臺兆乏級緊湊型空心超導并聯(lián)電抗器的研制及落地應用,力爭在超導電纜應用、超導電力裝備等領域取得更多原創(chuàng)成果。 國網上海電力員工巡檢超導電纜制冷系統(tǒng)。 超導輸電示范工程在合作共贏、品牌打造等方面具有示范意義,不僅實現(xiàn)優(yōu)勢資源聚合,更發(fā)揮了軸心帶動作用,產生顯著的品牌影響力。該工程作為新質生產力培育典范案例,入選中國電網里程碑工程和上海科技創(chuàng)新成果展,獲評電力行業(yè)優(yōu)秀工程設計一等獎、中國電力科技進步一等獎。 超導輸電示范工程為上海城市發(fā)展、經濟騰飛注入澎湃動力,也為國際同類場景應用提供了解決方案,展示了中國領先的技術成果、品牌理念及產業(yè)鏈優(yōu)勢。國網上海電力將持續(xù)推動超導產業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展,努力在新型電力系統(tǒng)建設中取得更多原創(chuàng)性成果,持續(xù)擦亮超導技術的“中國名片”。