siemens hvdc plus tecnologías hvdc y su …electrica.uc3m.es/geste/siemens_car.pdf · station a...
Post on 27-Aug-2018
225 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Schutzvermerk / Copyright-Vermerk
Siemens HVDC Plus
Tecnologías HVDC y su
aplicación en España
Copyright© Siemens
Power Transmission by Álvaro Cumplido
2 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
HVDC Clásica – HVDC PLUS
HVDC Clásica HVDC PLUS
Conmutación por disparo óptico Conmutación por nivel de tensión Tiristores con capacidad de Semiconductores con capacidad disparo únicamente para encendido de disparo tanto para encendido como para apagado, es decir IGBTs
3 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
HVDC PLUS La evolución de la tecnología HVDC PLUS y VSC
IGBT in PP GTO / IGCT
Topología de VSC: Dos niveles Tres niveles Multinivel
Equipos de electrónica de potencia: GTO /IGCT IGBT in PP IGBT Module
4 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
HVDC PLUS
Características generales de la tecnología VSC
4
Conexiones a red de sistemas AC inestables/débiles
Respuesta dinámica de alta velocidad
Control independiente de la potencia activa y reactiva
Suministro a redes de consumo y capacidad Black Start
Requerimientos de espacio reducidos
Características y ventajas del HVDC PLUS
5 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
HVDC PLUS
La solución Smart
6 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
HVDC PLUS
Características y ventajas del diseño Multinivel - MMC
Alta capacidad modular en Hardware y Software
Baja generación de armónicos
Baja frecuencia de conmutación de los Semiconductores
Uso de componentes están-dares altamente probados
Ondas senoidales de tensión AC
Fácil grado de adaptación a diversos tamaños
Numero reducido de componentes de potencia
Baja tasa de sobre corriente incluso durante faltas
Alta flexibilidad en un amplio rango de potencias
Mínimos requerimientos de filtros o incluso ausencia de ellos
Bajas pérdidas de la convertidora
Alta disponibilidad de última generación de componentes
Uso de transformadores estándar de AC
Esfuerzos bajos de ingeniería para potencias hasta 1000 MW
Alta fiabilidad, baja necesidad de mantenimiento
Sistema robusto
7 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
Cliente
Nombre proyecto
Localización
Potencia
Tipo de proyecto
Nivel de tensión
Tipo de
Semiconductor
Red Eléctrica de España
ROMULO
Sagunto, Valencia
Santa Ponsa – Malloca - España
2 x 200 MW
HVDC
Cable submarino aprox. 250 Km.
250 kV DC (AC 400kV/220kV)
Tiristores
HVDC PLUS
COMETA
8 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
Configuraciones de HVDC
Transmision Linea / Cable
Terminal A Terminal B
Polo 1
Polo 2
Monopolar con retorno por tierra
Bipolar con retorno por tierra Bipolar con retorno metálico
(Rómulo)
Transmision Linea/Cable
Terminal A Terminal B
Monopolar con retorno metálico
Terminal A Terminal B
Polo 2
Transmision Linea/Cable
Terminal A Terminal B
Polo 1
9 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
Estación conversora de Morvedre (Sagunto)
HIS
Sala de
Valvulas
Sala DC
Sala filtros AC
Edificio
Control
Transformadores
Convertidores
10 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
(2) Componentes principales: Filtros
Estación HVDC Filtros AC
Sistema AC
Filtro AC-Tipo 3
Triple Tuned (TT)
Filtro AC-Tipo 1
Single Tuned (ST)
Filtro AC-Tipo 2
Double Tuned (DT)
Santa Ponsa Morvedre
11 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
(2) Componentes principales: Filtros
12 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
(3) Componentes principales: Transformador
convertidor
Monofásicos. 2 reserva (uno por estación conversora) Tres arrollamientos: primario: estrella secundario: estrella y triángulo
Morvedre
400/V3 / 105/V3 - 105/V3
79/39-39 MVA
Santa Ponsa
220/V3 / 103/V3 - 103/V3
78/39-39 MVA
13 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
(4) Componentes principales: Válvulas de tiristores
Ventajas del tiristor LTT
• Son activados por un pulso de luz directamente en
vez de un pulso eléctrico (ETT)
•El pulso entra directamente al tiristor evitando
circuitos electrónicos intermedios y alimentación
auxiliar
•Esto provoca mayor disponibilidad y fiabilidad
14 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
(4) Componentes principales: Válvulas de tiristores
15 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
(5) Componentes principales: Reactancias
Funciones principales de la Reactancia en HVDC
Evitar resonancia en bajas frecuencias, especialmente
en el 1er y 2º armónico
Limitar los armónicos en el cable DC
Suavizar el rizado de la corriente DC
Limitar la corriente en caso de fallo en el circuito DC
La selección del tamaño de la reactancia de cada
proyecto debe considerar todos estos aspectos.
Para el proyecto Rómulo:
The smoothing reactors in the HVDC converter stations have following main duties:
- avoid resonance at low order harmonics, especially at the 1st and 2nd harmonic frequency
- limit the harmonics in the DC cable
- smooth out the ripple in the DC current, so that the current will not get discontinued in the
whole operating range
- limit currents in case of a failure in the DC circuit
The selection of the smoothing reactor size for a HVDC project shall consider all these different
aspects. The following smoothing reactor configuration will be installed at both converter stations:
Type Nominal inductance Resistance at rated current
Station A Morvedre Air Core 150 mH 0.0723 Ohm
Station B Santa Ponsa Air Core 150 mH 0.0723 Ohm
16 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
(6) Componentes principales: Equipos DC
Propósito: Cambiar el camino de retorno sin interrupción de la corriente DC – Transferir la corriente DC del polo al cable del electrodo y vice versa para las diferentes configuraciones de operación
Situación: Sólo en Morvedre (interior)
Arreglo principal: Interruptor convencional
unipolar AC
Circuito LC
Pararrayos
CB
Rp
Cp Lp
Arrester
17 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
Cliente
Nombre proyecto
Localización
Potencia
Tipo de proyecto
Nivel de tensión
Tipo de
Semiconductor
Inelfe
Inelfe
Santa Llogaia, España
Baixas, Francia
2 x 1.000 MW
HVDC PLUS
Cable subterráneo aprox. 60 Km.
320 kV DC
IGBT
HVDC PLUS
INELFE
18 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
~
=
=
G ~G ~G ~ G ~G ~G ~
Solución con dos enlaces paralelos y cuatro cables
Requerida potencia activa & reactiva vía tecnología HVDC PLUS
Alcance de SIEMENS
Baixas Santa Llogaia
400kVAC 400kVAC
320kVDC
HVDC PLUS
INELFE
19 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
IGBTs
HVDC PLUS
INELFE Layout
Transformadores
Parque de alterna
Edificio de control y servicios auxiliares Sistema de
refrigeración Terminal de cable y
bobina de alisamiento
20 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
HVDC PLUS
Detalles de los convertidores
21 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
HVDC PLUS
Parque de alterna y transformadores convertidores
23 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
Guizhou- Guangdong
Gezhouba- Nan Qiao
Etzenricht
1993
Wien Südost
1993 Dürnrohr
1983
Basslink Acaray
1981 Lamar
2005
Virginia Smith
1987
Sylmar East 1995 2008
1975/1998 Cahora Bassa
Welsh
1995 2006
2014
2000
Moyle
COMETA 2012
Inter Island Connector Pole 3
2014
2013 Black Sea Transmission
1989
2004
2010 EstLink 2 2007 Neptune BritNed
2011
Tianshengqiao- Guangzhou
Guizhou- Guangdong II
Storebælt
2013 Hudson
2010 Ballia-Bhiwadi
2003/2007 East-South Interconnector
Adani
Thailand- Malaysia
2001
2013 BtB Bangladesh
2012
2013 Xiloudu-
Guangdong
2014 Western Alberta
Transmission Link
Poste Châteauguay
1984
East DC Link Project 2014
Celilo 1997/2004
Nelson River 1977/2004
Western Link
2015
2001
HVDC – Realizados por Siemens
La experiencia de Siemens
Siemens lleva con éxito en el negocio de HVDC
durante más de 30 años
24 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
CHINA
2010 Xiangjiaba- Shanghai
Yunnan- Guangdong
2009
2013 Jinping-Sunan
Nuozhadu- Guangdong
2013
UHV DC – Realizados por Siemens
La experiencia de Siemens
25 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
HVDC PLUS – Realizados por Siemens
La experiencia de Siemens
2013
BorWin2
SylWin1
2014
Trans Bay Cable
2010
INELFE
2013
2013
HelWin1 2015
HelWin2
26 12/11/2012
Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure
BorWin2, Alemania, 2013
Cliente
Proyecto
Localización
Potencia
Tipo
Nivel de
tensión
Tipo de Semi-
conductores
TenneT
BorWin2
Diele, Alemania
800 MW
200 km HVDC PLUS
On-/Offshore Cable
300 kV DC
400 kV/155 kV AC, 50 Hz
IGBT
top related