© ABB Group Slide 108MR0045
HVDC: Высоковольтные системы передачи постоянного тока
ІІІ Европейско-украинский энергетический день, Дмитрий Жданов, директор АББ, 29 мая 2012 г.
Содержание
Мировой рынок
Технологии HVDC
HVDC Light
Опыт АББ в технологиях HVDC
Перспективы развития
Двигатели рынка для высоковольтных систем передачи постоянного тока (HVDC)
Системы HVDC - экологичное решение для расширения сетей
Интеграция возобновляемой энергии
Удаленная гидроэнергетика
Прибрежная ветроэнергетика
Солнечная энергетика
Усиление сетей
Межсистемные связи для растущей торговли
Распределение «горячего» резерва
Поддержка и «сглаживание» энергии из возобновляемых
источников
Содержание
Мировой рынок
Технологии HVDC
HVDC Light
Опыт АББ в технологиях HVDC
Перспективы развития
Что такое система передачи постоянного тока HVDC?
Сети
за
ка
зчи
ка
HVDC конверторная станция
> 300 MW, Classic
HVDC конверторная станция
< 1200 MW, Light
Воздушные линии
Двухпроводные
Подводные кабели
Наземные или подводные кабели
HVDC конверторная станция
> 300 MW, Classic
HVDC конверторная станция
< 1200 MW, Light
Направление мощности/энергии
Сети
за
ка
зчи
ка
Сети
за
ка
зчи
ка
Сети
за
ка
зчи
ка
Технологии HVDC
Что делает HVDC особенной системой?
Снижение инвестиций и потерь при передаче
электрической мощности
Межсистемные связи асинхронных систем
Улучшение передачи в параллельных
сетях/контурах переменного тока
Мгновенный и точный контроль и управление
перетоком мощности
Возможность передачи в несколько раз
большей мощности по сравнению с передачей
на переменном токе
Что делает HVDC Light особенной?
Подземные кабели
Простота получения разрешений
Стоимость близка к воздушным линиям
Подключение к пассивной нагрузке
Усиление связанных сетей переменного тока
Независимое управление потоком активной и
реактивной мощности
Малые сроки поставки
Технологии HVDC
550 MВт
120x50x11 м
~6 000 м. кв.
11 метров
высотой
HVDC Classic 300 – 6,400 МВт
Тиристорно управляемая
Коммутируемое управление реактивной
мощностью
Типовая конструкция: здание тиристорных
вентилей плюс ОРУ
Воздушные линии или масляно пропитанные
кабели
HVDC Light 50 – 1,200 МВт
Управляемые транзисторы (IGBT)
Непрерывное управление реактивной мощностью
Легко расширяется к большему количеству
терминалов
Динамическое регулирование напряжения
Возможность питания сети переменного тока,
которая не имеет собственной генерации /
пассивная нагрузка (Black start)
Типовая конструкция: все оборудование (за
исключением трансформаторов) в компактном
здании
Экструдированные кабели
600 MВт
200x120x22 м
~33 000 м.кв.
23 метра
высотой
Инвестицион-
ные расходы
Расстояние
Стоимость терминалов AC
Общие AC расходы
Стоимость
терминалов
DC
Общие DC расходы
HVDC или HVAC (постоянный или переменный ток)? Инвестиционные затраты в зависимости от расстояния
Критическое
расстояние
DC – постоянный ток
AC – переменный ток
Технологии передачиПередача одинаковой мощности
Традиционные
воздушные линии
переменного тока HVAC
Воздушные линии,
улучшенные
технологией FACTS
HVDC Classic
воздушные линии
Подземные линии
HVDC Light кабели
переменного тока
Пропускная способностьHVAC & HVDC
Мощность в МВт
HVDC
Light
с экстру-
дированым
кабелем
HVDC
Classic/Light
Маслопропитан
ным кабелем
HVDC Light
с воздушной ЛЭП
Udc в кВ
800
700
600
500
400
300
200
0
0 6000 700050004000300020001000
HVDC Classic
с воздушной ЛЭП
HVAC (перем.ток)
с воздушной ЛЭП
8000
© ABB Group Slide 1108MR0045
HVDC LightПодземные кабельные системы
Референции
2 000 км проложенных HVDC Light кабелей
Murraylink - самый длинный в мире «наземный»
кабель (180 км)
Особенности
Легкий вес экструдированного кабеля
Предварительно изготовленные заводским
способом комбинированные технологии
Экономичность
Нет ограничения расстояния
Полное использование - нет реактивной
мощности
Два кабеля против трех для переменного тока
Легкая, гибкая и простая конструкция
Уменьшение сроков для разрешений
Не индуцируются циркулирующие токи
Упрощенная транспортировка и монтаж
Содержание
Мировой рынок
Технологии HVDC
HVDC Light
Опыт АББ в технологиях HVDC
Перспективы развития
© ABB Group Slide 1308MR0045
История HVDCАББ в авангарде развития технологии
1954 2010
Gotland HVDC вставка
постоянного тока для
энергопередачи,
первый коммерческий
прект
20 MВт
± 100 кВ
ЛЭП Сянцзяба-
Шанхай длинной
более 2000 км
6,400 MW
± 800 kV
За этот период
61 HVDC Classic проект и 16
HVDC Light проектов
14 проектов модернизации HVDC
>50% глобального мирового
рынка у АББ
Непрерывное развитие
технологии
Преимущества для энергосистем,
промышленности и потребителей
электроэнергии
HVDC от АББПозвольте нашему опыту работать для Вас
TrollNelson River 2
CU-project
Vancouver Island
Pole 1
Pacific Intertie
Pacific Intertie
Upgrading
Pacific Intertie
Expansion
Intermountain
Blackwater
Rio Madeira
Inga-Shaba
Brazil-Argentina
Interconnection I&II
English
Channel
Dürnrohr
Sardinia-Italy
Highgate
Châteauguay
Quebec-
New England
Skagerrak 1-3
Konti-Skan Baltic Cable
FennoSkan 1&2
Kontek
SwePol
ChaPad
Rihand-Delhi
Vindhyachal
Sakuma
Gezhouba-Shanghai
Three Gorges-Shanghai
Leyte-Luzon
Broken Hill
New Zealand 1&2
Gotland Light
Gotland 1-3
Murraylink
Eagle Pass
Tjæreborg
Hällsjön
Hagfors
Directlink
Cross Sound
Italy-GreeceRapid City
Vizag II
Three Gorges-Guandong
Estlink
Valhall
Cahora Bassa
Sapei
Square Butte
Sharyland
Three Gorges-Changzhou
Outaouais
Caprivi Link
Hülünbeir- Liaoning
Lingbao II Extension
Xiangjiaba-Shanghai
BorWin1
NorNed
Apollo Upgrade
EWIP
IPP Upgrade
Itaipu
58 HVDC Classic проектов с 1954
14 HVDC Classic обновлений с 1990
17 HVDC Light проектов с 1997
Содержание
Мировой рынок
Технологии HVDC
HVDC Light
Опыт АББ в технологиях HVDC
Перспективы развития
Следующие шаги развития
HVDC Classic и HVDC Light
Повышение надежности
Уменьшение площади под установку
Экологическая адаптация
HVDC Classic
1000 кВ
HVDC Light
Повышение номиналов
Уменьшение потерь
Более компактный, в частности на
расстоянии от берега
Мультитерминальные системы
Функции управления - развитие
Сети постоянного тока – DC Grids
© ABB Group May 30, 2012 | Slide 17
Что такое сеть постоянного тока - DC grid?
HVDC сеть, которая может работать:
Независимо от одного или нескольких возмущений в сети (изоляция / отделение сбоев)
В различных режимах работы в подключенных AC- & DC-системах (системах переменного и постоянного тока)
Технологические пробелы, которые нужно заполнить для полной реализации:
Выключатель постоянного тока Управление потоком мощности Автоматическое восстановление
сетей Высоковольтные DC/DC
преобразователи
Глобальные правила / инструкции для работы, необходимые для признания на рынке
© ABB Group May 30, 2012 | Slide 18
HVDC Grids: От региональных к континентальным Сетям постоянного тока
Off-shore
ветровая
Солнечная
Гидро
DC Сети могут быть более
эффективными, чем единичные DC
соединения или передача на переменном
токе
Единственное подходящее решение для
открытого моря (off-shore)
Снижение потерь
Увеличение передаваемой мощности, по
сравнению с переменным током
Уменьшение визуального воздействия
Почему сейчас?
Прибрежная (off-shore) ветровая, удаленная
солнечная энергия, сетевые ограничения
Продуманные, зрелые HVDC Light системы
и компоненты
Вызовы:
DC выключатели & DC/DC преобразователи
Нормативно-правовая база
© ABB Group May 30, 2012 | Slide 19
АББ – единственная компания, владеющая всеми технологиями Сетей постоянного тока (HVDC Grids)
HVDC
сети
HVDC
On/Offshore
Полу-
проводникиКабели
Управление
сетью
АББ является проверенным поставщиком
компонентов и систем, входящих в состав
Сетей HVDC
Пионеры в HVDC Classic с 1954 и в HVDC
Light (VSC – полностью управляемый
источник напряжения) с 1997
Поставлено >70 HVDC систем
Сети HVDC и мультитерминальные HVDC
готовы для планирования в настоящее
время
АББ принимает активное участие в
десятках международных рабочих групп
по вопросам директив, планов и
стандартов в данной областиАББ стремится быть на передовой
технологий Сетей HVDC и считает, что HVDC
является возможным и надежным путем для
развития будущих сетей передачи
Переключатели
и выключатели
© ABB Group Slide 2008MR0045
Системы ABB HVDC и HVDC Light® web-портал: www.abb.com/hvdc
Специалисты АББ в Украине всегда рады Вам помочь!
© ABB Group Slide 2108MR0042
HVDC Classic Успешные проекты
© ABB Group Slide 2208MR0042
HVDC Classic: NorNed HVDC Норвегия - Нидерланды
Заказчику требовалось
Оптимизация производственной системы в Северной Европе
Гидроэнергетика в Норвегии является резервом для ветроэнергетики в Нидерландах
Решение от АББ
Установка «под ключ» системы 700 МВтHVDC с инновационной ± 450 kV преобразовательной системой
Самый длинный в мире подводный кабель- 580 км
Преимущества для заказчика
Повышение надежности поставок на обоих рынках
Обмен балансовыми мощностями
Улучшение рынка энергомощностей
Низкие потери при передаче – 3.7 %
Уменьшение выбросов CO2 почти на 1,7 млн. тон в год
Заказчики: TenneT
and Statnett
Ввод в эксплуатацию:
2008
Станция HVDC в
Eemshaven,
Нидерланды
© ABB Group Slide 2308MR0042
Заказчику требовалось
Транспортные мощности от двух новых ГЭС на северо-западе до области Сан-Паулу
Решение от АББ
3 150 МВт, 600 кВ HVDC силовая связьпротяженностью более 2 500 км
Преимущества для заказчика
Высокоэффективная электропередача
Возможность использования удаленных
возобновляемых источников энергии
Заказчик:
Abengoa group
Конечный
пользователь:Estação Transmissora
de Energia S.A.
Ввод в
эксплуатацию: 2012
Rio Madeira HVDC Classic – самая длинная передающая линия в миреБразилия
© ABB Group Slide 2408MR0042
Заказчику требовалось
Интеграция энергетических рынков
Оптимальное использование различий в
производстве и потреблении
Решение от АББ
Проект «под ключ» 150 МВт HVDC. Вся
система HVDC на одной площадке (back-
to-back system)
Преимущества для заказчика
Обеспечивает недорогое
электроснабжение для растущего рынка
Укрепляет местные сети по обе стороны
американо-мексиканской границы
HVDC ClassicСША - Мексика
Заказчик:
Sharyland Utilities
Ввод в эксплуатацию:
2007
© ABB Group Slide 2508MR0042
Заказчик: CIEN
Год ввода в
эксплуатацию:
1999, 2002
HVDC ClassicМежсистемная связь Бразилия-Аргентина
Заказчику требовалось
Позволить Аргентине (50 Гц) и Бразилии
(60 Гц) использовать свои энергоресурсы
более эффективно и рентабельно
Решение от АББ
Проект «под ключ» 2 200 MВт 140 кВ (± 70
кВ). Вся система HVDC на одной
площадке (back-to-back system).
Преимущества для заказчика
HVDC соединение дает конкурентные
преимущества поставщикам
электрической мощности для импорта и
экспорта, используя рост и падение
спроса и предложения между
асинхронными сетями Бразилии и
Аргентины
© ABB Group Slide 2608MR0043
HVDC LightУспешные проекты
© ABB Group Slide 2708MR0043
Tjaæreborg HVDC Light®
Дания
Заказчику требовалось
HVDC Light® была выбрана, поскольку датские энергокомпании планируют установить пять оффшорных ветровых электростанций по 150 МВт каждая
Решение от АББ
Установка «под ключ» 8 MVA / 7,2 МВт10,5 кВ HVDC Light® демонстрационной системы
Преимущества для заказчика
Реактивная мощность и проблемы с напряжением в связи с неустойчивым производством энергии ветра могут быть преодолены путем подключения ветровой электростанции к сети с помощью HVDC Light®
Заказчик: ELTRA
Ввод в эксплуатацию:
2000
© ABB Group Slide 2808MR0043
Estlink HVDC Light®
Финляндия – Эстония
Заказчик: Nordic Energy
Link AS
Ввод в эксплуатацию:
2006
Заказчику требовалось
Создать общий открытый рынок электроэнергии в расширенном Европейском Союзе
Решение от АББ
Установка «под ключ» системы передачи HVDC Light® 350 МВт
Преимущества для заказчика
Адаптированная к экологически чувствительным прибрежным районам с помощью компактных преобразователей и полностью подводной/подземной прокладки линий
Повышение надежности энергоснабжения и снижение потерь в существующей сети путем управления напряжением и реактивной мощностью
Срок реализации проекта: 19 месяцев
© ABB Group Slide 2908MR0043
Customer:
TransÉnergie
Year of commissioning:
2002
Cross Sound CableUS
Customer:
TransÉnergie
Year of commissioning:
2002
Заказчику требовалось
Обеспечить энергетический обмен между Коннектикутом и Лонг-Айлендом в США
Решение от АББ
Установка «под ключ» 330 МВт ±150 кВсистемы передачи HVDC Light®
Преимущества для заказчика
Система повышает надежность энергоснабжения в электрических сетях Коннектикута и Новой Англии и обеспечивает электроэнергией Лонг-Айленд
Cross Sound HVDC Light®США
© ABB Group Slide 3008MR0043
Mackinac HVDC Light®
США
Заказчику требовалось
Управление мощностью потока для интеграции дополнительных возобновляемых источников энергии в штате Мичиган
Решение от АББ
Установка «под ключ» 200 МВт HVDC Light®. Вся система на одной площадке (back-to-back system)
Преимущества для заказчика
Повышенная стабильность сети
Возможность работы в "островном режиме"
Автоматическое снижение мощности при нарушениях/сбоях
© ABB Group Slide 3108MR0043
Valhall HVDC Light®
Норвегия
Заказчик: BP
Ввод в эксплуатацию:
2009
Заказчику требовалось
Необходимость расширения, увеличение питающей мощности
Альтернативы
Газовые турбины на платформе
Поставки с материка - 310 км. Возможно только на постоянном токе
Решение от АББ
Система HVDC Light ® – 150 кВ, 78 МВт
Преимущества для заказчика
Компактность и малый вес сокращает инвестиции в платформу
Надежное энергоснабжение
Сокращение выбросов CO2
Снижение эксплуатационных затрат и затрат на техническое обслуживание
© ABB Group Slide 3208MR0043
BorWin
DolWin
HelWin
SylWin
DolWin1 HVDC Light®
Германия
Заказчик: TenneT
Ввод в эксплуатацию:
2013
Заказчику требовалось
Подводная и подземная передача длиной 165 км
Прочная/надежная связь с сетью
Решение от АББ
Установка «под ключ» системы HVDC Light ® 800 МВт
Первая поставка ± 320 кВэкструдированного кабеля
Преимущества для заказчика
Экологически безопасная передача мощности
Низкие потери и высокая надежность
Сокращение выбросов CO2 на 3 млн. тонн в год путем отказа от ископаемого топлива
Поддержка развития ветроэнергетики в Германии
© ABB Group Slide 3308MR0045
Контактная информация
Дмитрий Жданов
Директор АББ в Украине
+380 44 495 2211
www.abb.ua