超导电力
引言
随着商业、居民及新能源汽车用电量快速攀升，全球各地大中城市的峰值用电负荷已逼近城市供电能力的极限。漫天的架空线，拥挤的地下电缆，使得如何更稳定、有效地向城市中心输电成为各国电网发展的难题。高温超导材料的发展，使得超导技术的应用进一步延伸到电力工业中，也给部分电力装备的弊端提供新的解决方案。超导技术在电力中的应用主要包括：超导电缆、超导限流器、超导储能装置和超导电机等。
超导电缆利用高温超导带材特性，具有传输容量大、损耗低、可靠性高、廊道占地小、环境友好等优点。超导材料的载流能力为同尺寸铜线的50-500倍，工程载流量提升5-10倍，使得超导电缆城市密集商业区、居住区、工业区和超大型高层建筑等已有线路的扩容、大电流传输等应用场景具备显著优势价值。
高温超导限流器被认为是目前最有效的电力短路故障电流限制装置。装置运行时阻抗极小，出现故障时阻抗自动增大，并具有百微秒级响应速度和自动限流的特点，可长期、重复使用。超导限流器的应用，可整体提高电网的稳定性、改善供电的可靠性和安全性。
近年来我国超导电力应用加速推进，国家电网和南方电网都着力发展多种高温超导电力设备，目前我国已经在上海和深圳两地投运了两条商业运行的高温超导电缆示范线，220kV交流、500kV交流和160kV直流的超导限流器也相继研发成功，南方电网在十四五期间已经重点展开10Mvar等级超导调相机和10MJ等级超导储能的研制。多条传输距离更长、载流能力或电压等级更高的超导电缆输电工程也在广东、上海、浙江等地紧罗密布的筹备中。超导电力应用的赛道将在未来几年迅速铺开。
应用案例
国内首条35千伏公里级高温超导电缆示范工程——国家电网/上海电缆研究所/上海国际超导公司
示范工程位于上海市徐汇区长春变电站和漕溪变电站两座220千伏变电站之间，线路全长1.2公里，设计电流2200安培，是目前世界上输送容量最大、线路最长、全商业化运行的35千伏高温超导电缆，于2021年12月22日正式在沪投运。
上海超导为该项目提供将近160公里ST-05-L型高性能高温超导带材，该电缆工程的通电导体层全部采用我公司生产的带材。
国内首条10千伏三相同轴高温交流超导电缆——南方电网/中天科技
该条三相同轴高温超导电缆于2021年9月28日投运，为深圳平安金融中心带来高可靠性供电。这也是全球首个应用于超大型城市中心区的超导电缆，有望"一揽子"解决大城市电网建设用地难、电网负荷需求持续增长、城市输配电走廊趋于饱和等诸多问题和挑战。
该项目的全部超导材料均为上海超导供应，且上海超导在2021年1月至3月期间，仅用2个月左右生产周期就为该项目成功交付110余公里ST-05-L型高性能高温超导带材。
160kV直流电阻型超导限流器——广东电网
该项目是南方电网牵头的国家重点研发计划项目，也是世界电压等级最高、容量最大的超导直流限流器，可有效增强直流输电的电网安全保护能力，已于2019年1月通过第三方测试、2020年8月挂网试运行。
上海超导为该项目特殊研制并批量供应了双层封装型超导带材，可同时实现高室温电阻率（提升限流效果）和超强耐冲击稳定性（增强设备可靠性）。2019年上海超导按时完成该项目数十公里10mm宽双层封装带的批量供货（相当于近200km超导电缆用4mm宽带材的供货量），助力该项目的成功实施。
220kV交流电阻型超导限流器——中天科技/中科院电工所/北京交通大学
该项目为我国十三五期间超导领域的重要项目，国家863计划，于2018年1月通过验收。该项目的成功为后续电阻型超导限流器的电网应用奠定了坚实的基础。
该项目的超导材料全部由上海超导提供，我司为项目供应了近二十公里12mm宽不锈钢封装高温超导带材。
500kV交流饱和铁芯型超导限流器——广东电网
该项目是国内首台自主研发的、国际上电压等级最高的500kV超导限流器，突破了大尺寸高温超导磁体设计与制造等关键技术瓶颈，并实现了稳定运行，于2017年7月通过验收。
该项目的研制阶段（2016年）正逢上海超导的带材产品刚打破国际垄断，实现小批量供应能力。得益于南方电网对国产核心原材料的信任与支持，在线圈端部高磁场区域采用了上海超导的材料（其余材料仍为日本进口）。该项目也是国产二代高温超导带材产品首次在我国大型超导电力设备中的应用。
电阻式超导限制器-法国SuperGrid Institute
SuperGrid Institute采用电阻式超导限流器与直流断路器相结合的技术方案，于2024年12月成功实现50kV直流分断，验证了该方案的技术可行性。该方案可将地面直流保护设备尺寸减小40-50%，适用交流和直流工况，在海上电力系统应用领域具有显著优势。
上海超导自2023年起与SuperGrid Institute建立合作，目前已为该项目提供数公里高性能高温超导带材。
10kV/1MVar级高温超导并联电抗器——国网上海电力公司/翌曦科技
该项目由国网上海电力公司牵头，是全球首台环形超导电抗器，10千伏电压等级，设计容量为1Mvar，是我国在超导电力设备领域的最新研发成果之一，于2025年7月通过型式试验，将在上海市徐汇中心城区投入运行。
该项目的超导材料全部由上海超导提供，我司为项目供应了近五十公里4.8mm宽紫铜封装高性能高温超导带材。
