Embed Size (px)
Citation preview
HGÜHochspannungsgleichstromübertragung
06.02.2012Moritz Geske 1
GliederungMotivationAnwendungenTechnik
TopologieNetzgeführte StromrichterSelbstgeführte Stromrichter
BetriebsmittelProjekte
06.02.2012Moritz Geske 2
Motivation
06.02.2012Moritz Geske 3
Quelle: Internationale Energie Agentur (IEA), 2010 Quelle: Deutsche Energie-Agentur GmbH, 2005
Erwarteter Zuwachs der Stromerzeugung (weltweit)
Entwicklung der Stromerzeugung aus Windenergie (Deutschland)
MotivationHVDC (vs. HVAC) 30-50% weniger Übertragungsverluste Bei gleicher Trassenbreite (Freileitung)
30-40% mehr Energieübertragung Ab 600km DC-Freileitung wirtschaftlicher Kabelverbindungen > 80km möglich
(keine kapazitiven Verluste) Kupplung asynchroner Netze möglich
wirtschaftlicher Transport großer Energien Überwindung sehr großer Entfernungen Netzanbindung von Offshore-Erzeugern
06.02.2012Moritz Geske 4
Quelle: Cigre WG B4-04 2003 - IEEE T&D Committee 2006
Marktentwicklung der HGÜ-Technik: Weltweiter Bedarf steigt rapide an
Motivation – Beispiel
06.02.2012Moritz Geske 6
Anwendungen
06.02.2012Moritz Geske 7
DC LineSystem A System B
ACAC
Übertragung über große Entfernungen
Kurzkupplungen
System A System B
AC
AC
DC Kabel
DC Cable
AC ACSystem BSystem A
Topologie
06.02.2012Moritz Geske 8
Bipolar
Transmission LineTerminal A Terminal B
Pol 1
Pol 2
Transmission Line
Terminal A Terminal B
Monopolar
Topologie
06.02.2012Moritz Geske 9
BipolarMonopolar
Netzgeführte StromrichterLine-commutated
current-sourced Converter (LCC)mit Gleichstrom-Zwischenkreis
±800kV DC, bis 7.2GWCa. 0,6% VerlusteAC- & DC-Filter
06.02.2012Moritz Geske 11
Thyristor-Technologie8,5kV, 46kA
Papier-Masse- oder Öl-Kabel
Ventil-Turm
IEC 60700-1
Netzgeführte Stromrichter
06.02.2012Moritz Geske 12
1. AC Schaltanlage2. AC Filter3. Transformers4. Thyristor-Ventile5. Glättungsdrossel
und DC Filter6. DC Schaltanlage
Leistungsflussumkehr durch Umpolung der Gleichspannung
Beispiel – Netzgeführte SR
06.02.2012Moritz Geske 13
Selbstgeführte Stromrichter Self-commutated
voltage-sourced converter (VSC)mit Gleichspannungs-Zwischenkreis
±320kV DC, bis 1.1GWSchwarzstartfähigkeitPWM und MMC
06.02.2012Moritz Geske 14
GTO / IGCT, IGBT-Module4.5kV, 2kA
VPE-, XLPE-Kabel Ventil-
Turm
IEC 62501
Selbstgeführte Stromrichter
06.02.2012Moritz Geske 15
1. AC Schaltanlage2. Transformator3. Sternpunktimpedanz4. Ventile5. IGBT-Ventile6. Konverter Drossel
Leistungsflussumkehr durch Stromrichtungsumkehr
Selbstgeführte Stromrichter
06.02.2012Moritz Geske 16
UdUac
+
+
+
+
+
+
+
+
Uc
Uc
Uc
0
0
0
0
Uc
Uc
0
0
Uc
0
0
Uc
Uc
+
+
+
+
+
+
+
+
0
Uc
Uc
0
0
Uc
0
Uc
+
+
+
+
+
+
+
+
+Udc/2
-Udc/2
Modular Multilevel Converter - MMC
Geringe Oberschwingungen minimale Schaltverluste durch niedrige Schaltfrequenz Dynamische Blindleistungsaufnahme und -abgabe
Beispiel – Selbstgeführte SR
06.02.2012Moritz Geske 17
Betriebsmittel - Transformator
06.02.2012Moritz Geske 18
Siemens: 400 MVA 1-ph / 3-w ABB: 297 MVA 1-ph / 3-w
Betriebsmittel – Thyristor-Ventile
06.02.2012Moritz Geske 19
Siemens: 400 MVA 1-ph / 3-w ABB: 297 MVA 1-ph / 3-w
Betriebsmittel – Freileitung, Kabel
06.02.2012Moritz Geske 20
06.02.2012Moritz Geske 21
Aktuelle und geplante HGÜ-Projekte in China
06.02.2012Moritz Geske 22
06.02.2012Moritz Geske 23
Overlay-Netz Deutschland
06.02.2012Moritz Geske 24
© Siemens 2011: “HVDC classic”
06.02.2012Moritz Geske 25
© Siemens 2011: “HVDC PLUS”
06.02.2012Moritz Geske 26
© ABB 2010: 58x “HVDC Classic”, 14x Upgrade, 17x “HVDC Light”
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
06.02.2012Moritz Geske 27
