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

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1 06.02.2012 Moritz Geske 1

2 Gliederung Motivation Anwendungen Technik Topologie Netzgeführte Stromrichter Selbstgeführte Stromrichter Betriebsmittel Projekte 06.02.2012 Moritz Geske 2

3 Motivation 06.02.2012 Moritz Geske 3 Quelle: Internationale Energie Agentur (IEA), 2010Quelle: Deutsche Energie-Agentur GmbH, 2005 Erwarteter Zuwachs der Stromerzeugung (weltweit) Entwicklung der Stromerzeugung aus Windenergie (Deutschland)

4 Motivation HVDC (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 06.02.2012 Moritz Geske 4 Quelle: Cigre WG B4-04 2003 - IEEE T&D Committee 2006 Marktentwicklung der HGÜ-Technik: Weltweiter Bedarf steigt rapide an

5 Motivation 06.02.2012 Moritz Geske 5

6 Motivation – Beispiel 06.02.2012 Moritz Geske 6

7 Anwendungen 06.02.2012 Moritz Geske 7 DC LineSystem ASystem B AC AC Übertragung über große Entfernungen Kurzkupplungen System ASystem B AC AC DC Kabel DC Cable ACAC System BSystem A

8 Topologie 06.02.2012 Moritz Geske 8 Bipolar Transmission Line Terminal ATerminal B Pol 1 Pol 2 Transmission Line Terminal ATerminal B Monopolar

9 Topologie 06.02.2012 Moritz Geske 9 Bipolar Monopolar

10 Topologie 06.02.2012 Moritz Geske 10 Multiterminal Umrichterserienschaltung

11 Netzgeführte Stromrichter Line-commutated current-sourced Converter (LCC) mit Gleichstrom-Zwischenkreis ±800kV DC, bis 7.2GW Ca. 0,6% Verluste AC- & DC-Filter 06.02.2012 Moritz Geske 11 Thyristor-Technologie 8,5kV, 46kA Papier-Masse- oder Öl-Kabel Ventil- Turm IEC 60700-1

12 Netzgeführte Stromrichter 06.02.2012 Moritz Geske 12 1.AC Schaltanlage 2.AC Filter 3.Transformers 4.Thyristor-Ventile 5.Glättungsdrossel und DC Filter 6.DC Schaltanlage  Leistungsflussumkehr durch Umpolung der Gleichspannung

13 Beispiel – Netzgeführte SR 06.02.2012 Moritz Geske 13

14 Selbstgeführte Stromrichter Self-commutated voltage-sourced converter (VSC) mit Gleichspannungs-Zwischenkreis ±320kV DC, bis 1.1GW Schwarzstartfähigkeit PWM und MMC 06.02.2012 Moritz Geske 14 GTO / IGCT, IGBT-Module 4.5kV, 2kA VPE-, XLPE- Kabel Ventil- Turm IEC 62501

15 Selbstgeführte Stromrichter 06.02.2012 Moritz Geske 15 1.AC Schaltanlage 2.Transformator 3.Sternpunktimpedanz 4.Ventile 5.IGBT-Ventile 6.Konverter Drossel  Leistungsflussumkehr durch Stromrichtungsumkehr

16 Selbstgeführte Stromrichter 06.02.2012 Moritz Geske 16 +U dc /2 -U dc /2 Modular Multilevel Converter - MMC  Geringe Oberschwingungen  minimale Schaltverluste durch niedrige Schaltfrequenz  Dynamische Blindleistungsaufnahme und -abgabe

17 Beispiel – Selbstgeführte SR 06.02.2012 Moritz Geske 17

18 Betriebsmittel - Transformator 06.02.2012 Moritz Geske 18 Siemens: 400 MVA 1-ph / 3-wABB: 297 MVA 1-ph / 3-w

19 Betriebsmittel – Thyristor-Ventile 06.02.2012 Moritz Geske 19 Siemens: 400 MVA 1-ph / 3-wABB: 297 MVA 1-ph / 3-w

20 Betriebsmittel – Freileitung, Kabel 06.02.2012 Moritz Geske 20

21 06.02.2012 Moritz Geske 21 Aktuelle und geplante HGÜ-Projekte in China

22 06.02.2012 Moritz Geske 22

23 06.02.2012 Moritz Geske 23 Overlay-Netz Deutschland

24 06.02.2012 Moritz Geske 24 © Siemens 2011: “HVDC classic”

25 06.02.2012 Moritz Geske 25 © Siemens 2011: “HVDC PLUS”

26 06.02.2012 Moritz Geske 26 © ABB 2010: 58x “HVDC Classic”, 14x Upgrade, 17x “HVDC Light”

27 06.02.2012 Moritz Geske 27


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