问题 随着城市电网负荷结构变化，中心城区变电站面临新的运行压力；一方面，变电站多处于建成区核心地带，土地紧张、扩建空间有限；另一方面，环保与居民对噪声、漏磁等指标要求越来越高。传统并联电抗器虽是稳定电压、抑制无功倒送的重要设备，但体积大、噪声高、布置受限，难以适应"寸土寸金"的城市站点需求。 以闵行古龙35千伏变电站为例，服务周边2.2万户居民及多所学校。负荷低谷期常出现约1兆乏无功倒送，容易引发电压波动、电能质量下降，影响供电可靠性。 原因 城市电网无功问题具有结构性特征。负荷日内与季节性波动明显，低谷时段线路与设备的容性效应易造成无功倒送；城市电网网架密集、设备布置紧凑，新增或更换大型设备受到站内空间、运输和施工的限制；中心城区对噪声控制和环境友好型建设的要求不断提高。多重因素叠加，使得城市电网对"高性能、快速接入、占地小"的装备需求更加迫切。 影响 此次投运的空心环形超导并联电抗器为该矛盾提供了工程化解决方案。该设备采用超导材料实现"零电阻、高通流"特性，创新采用无铁心环形拓扑结构——占地面积不足6平方米——相比传统设备减少占地超过六成；运行噪声低于60分贝，空间漏磁接近于零，满足城市站点对环保与安全的要求。 设备可与现有变电站系统兼容接入，具备"即插即用"式改造优势，降低施工周期与对周边供电的影响。投运后，古龙变电站在负荷低谷期的无功补偿短板得到弥补，有助于抑制无功倒送引发的电压波动，提升电压稳定性与电能质量，为居民生活、学校教学和商业活动提供更稳定的供电环境。 这一应用验证了超导电力装备在城市电网场景下的可用性与可靠性，为后续规模化推广积累了运行数据与运维经验。 对策 关键技术突破与组织协同是成果落地的重要支撑。此项目由国网上海市电力公司牵头，联合上海翌曦科技、上海交通大学、吴江变压器有限公司等单位开展产学研用协同攻关，围绕超导装备工程化的核心瓶颈持续突破，包括杜瓦管路漏热控制、超低温绝缘稳定性提升等难题，并优化制冷系统冷量调控策略，形成从样机研制、系统集成到现场投运的完整能力。 面向下一步推广应用，业内认为需同步完善三上工作：建立覆盖设计、制造、试验、运维的标准体系与评价方法，推动关键部件国产化与一致性管控；完善运行监测与故障预警机制，强化低温系统、绝缘系统等关键环节的长期可靠性验证；结合城市电网无功与电压治理需求，形成可复制的改造方案与投资评估模型，实现"需求—方案—运维"一体化配置。 前景 城市电网正加快向安全、高效、低碳的新型电力系统迈进。分布式新能源接入、电动汽车充电负荷增长、用电侧灵活性提升等因素，将使电压与无功治理更加精细化、动态化。超导并联电抗器以高功率密度、低损耗、低噪声等特性，具备在城市旧站改造、负荷中心新站建设以及对环境敏感区域工程中推广应用的潜力。 随着有关材料、制冷与系统集成技术持续成熟，标准完善与规模化制造带来的成本优化，该类装备有望在更多城市变电站实现示范扩展，深入提升电网调节能力与综合能效，为全球城市电网升级提供可借鉴的技术路径与实践样本。
这台空心环形超导并联电抗器的成功投运，是我国科技自主创新的又一次生动实践；它用实际行动诠释了如何通过前沿技术突破来解决现实问题，如何通过产学研用深度融合来加快创新成果转化。在新型电力系统建设的大背景下，这样的创新成果将持续为能源转型升级提供有力支撑，也必将激励更多科研工作者在超导、新材料等战略性新兴领域取得更大突破。