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表3各种输电技术的技术优势比较
表4各种输电技术的经济比较
(4)重量轻。由于导线截面积较普通铜电缆或铝电缆大大减少,因此,输电系统的总重量可以大大降低。
(5)增加系统灵活性。由于超导体的载流能力与运行温度有关,可以通过降低运行温度来增加容量,因而有更大的运行灵活性。
(6)如果采用液氢或液化天然气等燃料作为冷却介质,则超导输电系统就可以变成“超导能源管道”(Superconducting Energy Pipeline),从而在未来能源输送中具有更大的应用价值。例如,从新疆向中东部地区供应液化天然气和可再生能源电力,就可以采用这样的“超导能源管道”。
由于上述的优越性,超导输电技术可为未来电网提供一种全新的低损耗、大容量、远距离电力传输方式。美国电力科学研究院对超导直流输电系统所做的技术经济评估分析(如表3和表4所示)表明,如果超导带材的价格可以降低到20-50美元/kA-m,超导直流输电技术的技术经济性具有明显优势,因而随着技术的不断发展及超导带材价格的不断降低,未来可望取得重要应用。
2.超导输电技术的发展及趋势
超导材料是发展超导输电技术的根本物质基础和技术基础,1987年以来,超导输电技术的研究主要围绕高温超导材料开展。高温超导材料主要包括铋(Bi)系高温超导带材(包括Bi2Sr2Ca2Cu3O10即Bi-2223、Bi2Sr2Ca1Cu2O8即Bi-2212,也称为第I代高温超导带材)和YBCO(YBa2Cu3O7-x即Y-123)高温超导带材(也称第II代高温超导带材)。
经过20多年的发展,第I代和第II代高温超导带材在临界电流密度、长度、机械性能等方面已经基本上能满足超导输电技术的应用需求。表5和表6分别列出了目前国际上主要的Bi系超导带材和Y系超导带材供应商的超导材料技术指标。
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