今年年底，世界上输送容量最大、距离最长、全商业化运行的35千伏超导电缆将在上海电网投入运行，承担在中心城区两座变电站间的电能输送任务。该项目核心技术国产化率达100%，也将是全球范围内首次在超大城市的腹地引入超导电缆。超导电缆为何落沪？国网上海电科院超导电力应用研究团队的系列化研究为工程得以实施奠定了坚实的基础。

　　体积小容量大

　　4月30日，由国家电网有限公司兴建的国内首条35千伏公里级高温超导电缆示范工程在上海开工，是国内高温超导电缆输电工程的里程碑。

　　高温超导输电，是当前电力行业最具革命性意义的工程技术之一。所谓高温超导，是在接近零下200摄氏度的液氮环境下，利用超导材料的超导特性，使电能传输损耗接近于零，从而实现低电压等级的大容量输电。

　　据悉，此次新建的高温超导电缆示范工程选址位于上海徐家汇地区，线路总长度约1.2千米。为何选址徐家汇？上海电科院超导电力应用研究团队负责人魏本刚介绍，“作为核心城区其可利用空间有限、工程实施复杂，工程将更具商业应用价值、代表性和推广性。高温超导输电具有损耗低、容量大、体积小、无污染的优点，较以往可节省70%的地下管廊空间，大大降低综合建设成本，因此非常适合于大容量电能在城市中心区域的输送。”

　　据了解，国家电网公司此次开展的国产化公里级高温超导电缆示范工程建设，将为破解城市中心电网负荷“过热”的矛盾提供可行的解决方案。这种“小通道大容量”的输电模式将有助于在上海中心区域打造环境友好、资源友好的城市能源互联网。

　　由跟跑到领跑

　　将超导电缆引入中心城区，这一“吃螃蟹”之举的背后，是国网上海市电力公司超导团队数年颇有成效的研究。

　　近年来，上海电科院超导电力应用研究团队围绕超导电缆技术的应用，开展系列化研究，进行了产品技术方案、线路设计选点、特殊施工技术等方面的研究和分析，为工程得以实施奠定了坚实的基础。

　　此次工程在规模和技术层面都创下了数个世界第一。据魏本刚介绍，“建成后的超导示范项目将是世界首个为大型城市负荷中心供电的超导电缆工程，是世界输送容量最大、输送距离最长的商业化运行超导电缆工程，是世界唯一采用

　　通过工程实施，我国在超导技术领域将取得多项突破，创造世界和国内的多个首次，成功打破国外对我国的技术封锁：在世界范围首次实现最大施工难度的全埋管敷设超导电缆、国内首次研发成功全国产化超导电缆、实施投运前现场交接试验考核、全故障场景下线路备自投自切等难题。

　　从实验到实用

　　即将在上海敷设的这根超导电缆，为了让电缆保持超导特性，在地下铺设超导电缆的同时，将配套建设制冷系统，从而让超导线材持续泡“冷水浴”。

　　超导电缆如此“傲娇”，如何对它进行有效监护？上海电科院超导团队通过研究率先建立多物理场耦合的超导电缆仿真模型，形成了超导电缆接入电网系统的完整仿真体系，解决了超导电缆安全运行区间的定量分析难题；建立涵盖超导电缆系统全部部件的多状态量综合监测系统模型，形成了完整的状态量异常预警方案，解决了系统状态异常时的快速响应难题；提出综合保护策略，形成了保护配置方案，解决了超导电缆特有保护与传统保护的对接难题。

　　随着示范项目的启动，上海也开始对产业化进行深度布局。作为上海市七大战略性新兴产业之一，新材料目前年产值超过2500亿元，占全部战略性新兴产业的四分之一。公里级高温超导电缆示范工程是新材料应用与电网发展深度融合的产物，这种具有中国特色的产业结合模式，有力推动了我国超导材料从实验到实用的跨越，也将为上海建设具有全球影响力的科技创新中心和新兴产业培育提供重要的支撑。

　　作者丨徐洁 熊祥鸿

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