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© ABBSlide 1May 3, 2016
HGÜ-Kabel – UnterirdischeHochleistungsübertragungkompakt und umweltschonend
Life Needs Power – Das Energieforum 2016, Benedikt Kurth, ABB AG, 27.04.2016
© ABBSlide 2May 3, 2016
§ ABB ist Technologieführer unddas einzige Unternehmen, dasalle wesentlichenKomponenten fürHochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Systeme imeigenen Haus fertigt.
§ HGÜ-Konverter, Ludvika(SE)
§ Hochspannungskabel-systeme (See- undLandkabel), Karlskrona(SE)
§ Leistungshalbleiter,Lenzburg (CH)
Life Needs Power – Das Energieforum 2016Die Zukunft der Stromversorgung
© ABBSlide 3May 3, 2016
Inhalt
§ Herausforderung Energiewende
§ Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung
§ Hochspannungskabel – Anwendungsgebiete & Entwicklung
§ Zusammenfassung
© ABBSlide 4May 3, 2016
Herausforderung EnergiewendeErneuerbare Energien verändern unser Energiesystem
§ Standortferne, große Kraftwerke§ Windenergie, speziell offshore
§ Wasserkraft (Alpen, Skandinavien)
§ Solarthermie (langfristig)
§ Dezentrale, kleine Einheiten§ Photovoltaik
§ Kraft-Wärme-Kopplung
§ Volatile Erzeugung§ Windenergie
§ Sonnenenergie
Quelle: DG Energy, European Commission
Neue Herausforderungen für dieÜbertragungsnetze in Europa
© ABBSlide 5May 3, 2016
Herausforderung EnergiewendeErneuerbare Energien verändern unser Energiesystem
§ Dezentrale Erzeugung§ Offshore-Wind in der Nord- und Ostsee
§ Verbrauchszentren im Süden
§ Atomausstieg bis 2022§ Fehlende Blindleistung im System
§ Ausbau der erneuerbaren Energien§ 60% erneuerbare Energien bis 2035
Neue Herausforderungen für dieÜbertragungsnetze in Deutschland
Quelle: Netzentwicklungsplan 2014, 2. Entwurf
© ABBSlide 6May 3, 2016
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)
© ABBSlide 7May 3, 2016
Hochspannungs-Gleichstrom-ÜbertragungWas ist ein HGÜ-System?
AC-Ü
bert
ragu
ngsn
eetz
HVDC Classic
HVDC Light
Freileitungen
MI-See- oder Landkabel
XLPE See- oder Landkabel
HVDC Classic
HVDC Light
gesteuerter Leistungsfluss
AC-Ü
bert
ragu
ngsn
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AC-Ü
bertragungsnetzAC
-Übertragungsnetz
© ABBSlide 8May 3, 2016
§ Thyristor-Technik (nur einschaltbar)
§ Kommutierungsblindleistung, Betrieb nur amspannungsstarren Netz
§ Leistungsflussumkehrung durch Umpolung der Spannung
§ Freileitung oder MI-Kabel
Hochspannungs-Gleichstrom-ÜbertragungHVDC Classic
600 m x 360 m
© ABBSlide 9May 3, 2016
§ IGBT-Technik (ein- und ausschaltbar)
§ Benötigt keine Kommutierungsblindleistung
§ Leistungsflussumkehrung durch Umkehrung desStromflusses
§ Freileitung, MI-Kabel oder XLPE Kabel
Hochspannungs-Gleichstrom-ÜbertragungHVDC Light®
150 m x 100 m
© ABBSlide 10May 3, 2016
Hochspannungs-Gleichstrom-ÜbertragungInvestitionskosten gegenüber Übertragungslänge
Investitionskosten
Länge
AC Konverterkosten
AC Gesamtkosten
DCKonverterkosten
DC Gesamtkosten
Kritische Distanz
© ABBSlide 11May 3, 2016
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung
§ Lastferne Stromerzeugung
§ Anbindung dezentraler Lasten
§ Versorgung von Offshore-Öl- und –Gasplattformen
§ Interkonnektoren
§ Anbindung von Offshore-Windparks
§ City-center infeed
Anwendungsgebiete
© ABBSlide 12May 3, 2016
HochspannungskabelAnwendungsgebiete und Entwicklung
© ABBSlide 13May 3, 2016
HochspannungskabelReferenzprojekte im Bereich HGÜ-Erdkabel (XLPE)
Projekt Land Projektart Jahr Spannung Länge*Trasse / Kabel
Anzahl Muffen
Gotland SE Interkonnektor 1998 ± 80 kV 70 km / 150 km ~ 150
Directlink AU Interkonnektor 1999 ± 80 kV 65 km / 390 km ~ 430
Murraylink AU Interkonnektor 2002 ± 150 kV 180 km / 360 km ~ 400
Estlink EE / FI Interkonnektor 2006 ± 150 kV 31 km / 62 km ~ 100
BorWin1 DE Offshore Wind 2009 ± 150 kV 75 km / 150 km ~ 200
EWIP UK Interkonnektor 2014 ± 250 kV 76 km / 152 km ~ 200
South-West Link SE Embedded DC 2014 ± 300 kV 195 km / 780 km ~ 550
DolWin1 DE Offshore Wind 2014 ± 320 kV 90 km / 180 km ~ 220
DolWin2 DE Offshore Wind 2015 ± 320 kV 90 km / 180 km ~ 230
NordBalt SE / LT Interkonnektor 2015 ± 300 kV 50 km / 100 km ~ 130
Gesamt: > 900 km / > 2.500 km > 2.500
© ABBSlide 14May 3, 2016
HochspannungskabelKabeltypen
Landkabel
Seekabel
Gleichstrom MI-Kabel XLPE-Kabelbis 525 kV bis 525 kV
XLPE-Kabel Wechselstrombis 420 kV
© ABBSlide 15May 3, 2016
HochspannungskabelKabeltypen und Hauptanwendungsgebiete
HVDC MIÖl-Papier isolierteGleichstromkabel
HVAC ErdkabelKunststoffisolierteWechselstromkabel
MI / Öl-Papier Kunststoffisolierung
HVAC SeekabelDreileiter-Seekabel
HVDC XLPEKunststoffisolierteGleichstromkabel
Offshore-Windparks
Offshore Öl- & Gas
Erdkabel
konnektorenInter-
© ABBSlide 16May 3, 2016
HochspannungskabelGrundsätzliche Realisierungsschritte kurz erläutert
© ABBSlide 17May 3, 2016
HochspannungskabelEntwickung der DC Kabeltechnik
1997HellsjönPrototype95 mm2 Al± 10 kV3 MW
2001 Murraylink1.400 mm2 Al± 150 kV220 MW
2014Up to 3.000 mm2 CU± 525 kVMehr als 2.000 MW
2004 Estlink2.000 mm2 Al± 150 kV350 MW
2010 DolWin12.300 mm2 Al± 320 kV800 MW
November 27, 2013
© ABBSlide 18May 3, 2016
HochspannungskabelErdverkabelung für 2 GW HGÜ-Leitungen
525 kV MI 320 kV XLPE 525 kV XLPEAnzahl Kabelsysteme 2 2 1
Kabelgewicht pro Leiter 80 kg / m 30 kg / m 25 kg / mKabelgewicht insg. 320 t / km 120 t / km 50 t / kmBreite Kabeltrasse 10 m + 30 m
während derBauphase
10 m + 20 m währendder Bauphase
5 m + 15 m währendder Bauphase
Max. Länge proStandardkabeltrommel
500 m 1000 m 1200 m
Anzahl Muffen pro kmfür 2 GW Leistung
8 4 1,7
Die Tabelle enthält typische Werte, jeweils projektspezifische Auslegung erforderlich
© ABBSlide 19May 3, 2016
HochspannungskabelEin Kabelsystem besteht nicht nur aus Kabeln
2 m
4 m
§ Standardbauteile alsBasis mit neuerSkalierung
§ Zuverlässige undschnelle Muffenmontagedurch vorgefertigteElemente
§ Kabelendverschlüsseohne Ölisolierung
© ABBSlide 20May 3, 2016
Zusammenfassung
© ABBSlide 21May 3, 2016
§ Erfolgreich geprüftes Erdkabelsystem (inkl.Kabelgarnituren)
§ Nur ein Kabelsystem pro 2 GW HGÜ-Korridor
§ Vorgefertigte Muffen, daher nur 1/3 der Zeit für Installationgegenüber MI-Kabelsystem notwendig
§ Nur 80% der Produktionszeit gegenübermasse-imprägnierten Kabeln
Zusammenfassung525 kV Gleichstromkabel
© ABBSlide 22May 3, 2016
ZusammenfassungInnovative Stationslayouts für höhere Akzeptanz
