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小水电2012年第5期(总第167期)农村水电及电气化

小水电领域战略性新兴产业培育与发展

程夏蕾朱效章(亚太地区小水电研究培训中心浙江杭州310012)

【摘要】分析“超导体发电机”和“流速发电”技术在小水电领域的技术发展状态和应用前景，这些技术对未来小水电产业有着突破性(或颠覆性)和更新换代的影响，是对传统小水电的技术革命，符合我国“战略性新兴产业”培育与发展的目标。

【关键词】小水电战略性超导体发电机流速发电新兴产业培育与发展

0引言

目前，制约小水电发展的主要因素来自于经济效益和环境影响。如何通过技术进步来提高小水电经济效益，同时使其更加满足环境保护要求，是小水电发展面临的挑战。欧盟国家已经提出了一系列小水电发展战略文件，从政策和技术层面出台了一系列措施，以促进小水电可持续发展。其中，技术研究主要集中在新材料(如“超导体发电机”)和流速发电等领域，以有效地提高机组效率、降低成本并提高经济性；同时通过环境友好的小水电设计(如设定合理“生态流量”等),可以减少小水电对环境的负面影响。欧洲小水电的技术发展，一定层面上也反映了世界小水电的技术发展趋势。

“超导体发电机”和“流速发电”技术对未来的小水电产业有着突破性(或颠覆性)和更新换代的影响，是对传统小水电的技术革命，符合我国“战略性新兴产业”培育与发展的目标。由于这些技术在世界范围内还在试用和不断完善并逐步走向成熟的阶段，我国作为世界小水电数量和装机容量最多的小水电大国，要向小水电强国转化，必须积极参与这一“颠覆性”重大技术的研究、试制和推

收稿日期：2012-08-08

基金项目：国家科技支撑资助项目(2012BAD10B00)

作者简介：程夏蕾(1958-),女，亚太地区小水电研究培训中心主任，教授级高级工程师，主要从事小水电技术研究和管理工作。

Email:xlcheng@

广，力争在短期内加入世界先进行列，使这些关键技术有效地服务于我国小水电的持续发展。

1超导体发电机技术

1.1超导体变速发电机在小水电站中的应用

从中国和世界范围来看，超导体发电机的研制已有20～30a的历史，但由于早期超导体材料需在5K的(-268℃)低温下运行，其冷却与绝热系统技术复杂、成本较高，长期以来一直未能进入商业化实用阶段，更没有在小水电行业中得到实际应用。

最近，德国1家名为ZenergyPowerplc的公司(简称ZP公司)宣称成功地为1座德国的旧小水电站改造扩容项目提供了1套超导体变速发电机，并在2010年底前后投入运行1。该电站名为赫斯乍得(Hirschaid),位于德国巴伐利亚州莱格尼兹河(RegnitzRiver),始建于20世纪20年代，装有3台1250kW的双水轮发电机(即2台水轮机共同拖动1台发电机，这在欧洲和大洋洲国家得到广泛应用，而我国尚未采用);该电站的业主和负责运营的公司为德国E.ONWasserkraftGmbh公司(简称E.ON公司)。为提高电站效益，改善项目经济回报，E.ON公司决定对电站进行改造、扩容，先将3台机组中的1台从1250kW扩建为1700kW,并将其并入德国电网，带基荷运行。在改造扩建中，采用了“高温超导体”(HTS)技术，不仅使机组出力提高了36%,而且体积、重量都减少了。不但不再需要为扩容的机组进行大量扩建工程，而且

农村水电及电气化SMALLHYDROPOWER2012No5,TotalNo?67

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大大减少了停电施工的时间，从而节约了改造费用。就目前来看，这是全世界第1座采用高温超导体发电机的小水电站。E.ON公司是德国可再生能源为主的最大发电厂商，拥有133座中小水电站，总装机容量达132.5万kW,年发电量76.6亿kW·h,其中122座为径流式水电站。

目前E.ON公司正在对另1条名为莫塞尔河(Mosel)上的10座水电站进行类似的改、扩建工程的研究，这10座电站装机容量共为18万kW。E.ON公司准备先选择其中1座电站进行研究，评估采用超导体变速发电机的可能性；如可行，则可能对其余9座电站进行类似的改扩建工作。这将为崭新技术进入大规模商业实用阶段开创先例。

我国虽早已开展超导体发电机的研究工作，并在一些工业领域已得到实际应用，但小水电行业还从未涉及这一技术。从国内外研究、试用的情况看，