06.02.2012 Moritz Geske 1. Gliederung Motivation Anwendungen Technik Topologie Netzgeführte Stromrichter Selbstgeführte Stromrichter Betriebsmittel Projekte.

HGÜHochspannungsgleichstromübertragung

06.02.2012Moritz Geske 1

GliederungMotivationAnwendungenTechnik

TopologieNetzgeführte StromrichterSelbstgeführte Stromrichter

BetriebsmittelProjekte


Motivation


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


Quelle: Cigre WG B4-04 2003 - IEEE T&D Committee 2006

Marktentwicklung der HGÜ-Technik: Weltweiter Bedarf steigt rapide an

Motivation – Beispiel


Anwendungen


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


Bipolar

Transmission LineTerminal A Terminal B

Pol 1

Pol 2

Transmission Line

Terminal A Terminal B

Monopolar

Topologie


BipolarMonopolar

Netzgeführte StromrichterLine-commutated

current-sourced Converter (LCC)mit Gleichstrom-Zwischenkreis

±800kV DC, bis 7.2GWCa. 0,6% VerlusteAC- & DC-Filter


Thyristor-Technologie8,5kV, 46kA

Papier-Masse- oder Öl-Kabel

Ventil-Turm

IEC 60700-1

Netzgeführte Stromrichter


1. AC Schaltanlage2. AC Filter3. Transformers4. Thyristor-Ventile5. Glättungsdrossel

und DC Filter6. DC Schaltanlage

Leistungsflussumkehr durch Umpolung der Gleichspannung

Beispiel – Netzgeführte SR


Selbstgeführte Stromrichter Self-commutated

voltage-sourced converter (VSC)mit Gleichspannungs-Zwischenkreis

±320kV DC, bis 1.1GWSchwarzstartfähigkeitPWM und MMC


GTO / IGCT, IGBT-Module4.5kV, 2kA

VPE-, XLPE-Kabel Ventil-

Turm

IEC 62501

Selbstgeführte Stromrichter


1. AC Schaltanlage2. Transformator3. Sternpunktimpedanz4. Ventile5. IGBT-Ventile6. Konverter Drossel

Leistungsflussumkehr durch Stromrichtungsumkehr

Selbstgeführte Stromrichter


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


Betriebsmittel - Transformator


Siemens: 400 MVA 1-ph / 3-w ABB: 297 MVA 1-ph / 3-w

Betriebsmittel – Thyristor-Ventile


Siemens: 400 MVA 1-ph / 3-w ABB: 297 MVA 1-ph / 3-w

Betriebsmittel – Freileitung, Kabel



Aktuelle und geplante HGÜ-Projekte in China



Overlay-Netz Deutschland


© Siemens 2011: “HVDC classic”


© Siemens 2011: “HVDC PLUS”


© ABB 2010: 58x “HVDC Classic”, 14x Upgrade, 17x “HVDC Light”

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


06.02.2012 Moritz Geske 1. Gliederung Motivation Anwendungen Technik Topologie Netzgeführte Stromrichter Selbstgeführte Stromrichter Betriebsmittel Projekte.

Documents