HGÜ Hochspannungsgleichstromübertragung

Präsentation zum Thema: "HGÜ Hochspannungsgleichstromübertragung"—  Präsentation transkript:

1 HGÜ Hochspannungsgleichstromübertragung
Moritz Geske 1

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

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

4 Motivation HVDC (vs. HVAC)
Marktentwicklung der HGÜ-Technik: Weltweiter Bedarf steigt rapide an HVDC (vs. HVAC) 30-50% weniger Übertragungsverluste Bei gleicher Trassenbreite (Freileitung) % 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 B IEEE T&D Committee 2006 Moritz Geske 4

5 Motivation Moritz Geske 5

6 Motivation – Beispiel Moritz Geske 6

7 Anwendungen AC AC AC Übertragung über große Entfernungen DC Kabel
DC Line System A System B AC DC Kabel DC Cable AC System B System A Kurzkupplungen System A System B AC Moritz Geske 7

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

9 Topologie Monopolar Bipolar Moritz Geske 9

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

12 Netzgeführte Stromrichter
Leistungsflussumkehr durch Umpolung der Gleichspannung AC Schaltanlage AC Filter Transformers Thyristor-Ventile Glättungsdrossel und DC Filter DC Schaltanlage Moritz Geske 12

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

15 Selbstgeführte Stromrichter
Leistungsflussumkehr durch Stromrichtungsumkehr AC Schaltanlage Transformator Sternpunktimpedanz Ventile IGBT-Ventile Konverter Drossel Moritz Geske 15

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

17 Beispiel – Selbstgeführte SR
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18 Betriebsmittel - Transformator
Siemens: 400 MVA 1-ph / 3-w ABB: 297 MVA 1-ph / 3-w Moritz Geske 18

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

20 Betriebsmittel – Freileitung, Kabel
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21 Aktuelle und geplante HGÜ-Projekte in China
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22 Moritz Geske 22

23 Overlay-Netz Deutschland
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24 © Siemens 2011: “HVDC classic”
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25 © Siemens 2011: “HVDC PLUS” Moritz Geske 25

26 © ABB 2010: 58x “HVDC Classic”, 14x Upgrade, 17x “HVDC Light”
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27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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