System HVDC Rio Madera
| Rio Madeira System HVDC | |
|---|---|
| Lokalizacja | |
| Kraj | Brazylia |
| Państwo | Rondonia , Sao Paulo |
| Współrzędne |
( Porto Velho) ( Araraquara) ( Araraquara) |
| Z | Porto Velho , Rondonia |
| Do | Araraquara , Sao Paulo |
| Informacje o budowie | |
| Producent podstacji | ABB , Alstom Grid |
| Upoważniony | 2013-2014 |
| Specyfikacja | |
| Typ | Przenoszenie |
| Rodzaj prądu | HVDC |
| Długość całkowita | 2375 km (1476 mil) |
| Moc znamionowa | 2 x 3150 MW |
| Napięcie prądu stałego | ±600 kV |
| Liczba biegunów | 4 |
System Rio Madeira HVDC to system przesyłu prądu stałego wysokiego napięcia w Brazylii , zbudowany w celu eksportu energii z nowych elektrowni wodnych na rzece Madera w dorzeczu Amazonki do głównych centrów ładowania południowo-wschodniej Brazylii. System składa się z dwóch stacji konwertorowych w Porto Velho w stanie Rondônia i Araraquara w stanie São Paulo , połączone ze sobą dwiema bipolarnymi liniami przesyłowymi ± 600 kV DC o mocy 3150 megawatów (4220 000 KM) każda. Oprócz przetwornic dla dwóch bipolów, stacja przekształtnikowa Porto Velho zawiera również dwie przetwornice typu back-to-back o mocy 400 MW do zasilania lokalnego systemu 230 kV AC. W związku z tym całkowita zdolność eksportowa stacji Porto Velho wynosi 7100 MW: 6300 MW z dwóch dwubiegunowych i 800 MW z dwóch konwerterów typu back-to-back. Kiedy Bipole 1 rozpoczął działalność komercyjną w 2014 r., Rio Madeira stała się najdłuższą na świecie linią HVDC, przewyższając Xiangjiaba – Szanghaj w Chinach . Według organizacji badawczej ds. Energii Empresa de Pesquisa Energética (EPE) długość linii wynosi 2375 kilometrów (1476 mil).
Zakład wytwórczy
Północna stacja przekształtnikowa (Porto Velho) jest połączona za pośrednictwem sieci kolektorów prądu przemiennego 500 kV ( Coletora Porto Velho ) z nowym kompleksem elektrowni wodnych Rio Madeira. Od stycznia 2013 r. Składały się na to dwie elektrownie: Santo Antônio , niedaleko Porto Velho, o mocy 3150 MW i Jirau , o mocy 3750 MW, oddalonej o około 100 kilometrów (62 mil). Obie elektrownie są niskospadowe, tzw. biegowego , aby zminimalizować wpływ inwestycji na środowisko. Używają żarówkowych , które są rodzajem osi poziomej Turbina Kaplana . Mają one bardzo niską bezwładność w porównaniu z innymi typami generatorów hydroelektrycznych, co doprowadziło do obaw, że turbiny mogą zostać uszkodzone przez nadmierną prędkość w przypadku nagłej przerwy w przesyłaniu energii na liniach HVDC.
Planowanie systemu przesyłowego
Przy tak dużej odległości transmisji (2375 km) HVDC wydaje się być naturalnym rozwiązaniem do przesyłu wytworzonej energii do centrów obciążenia w południowo-wschodniej Brazylii, niemniej jednak przeprowadzono bardzo wszechstronną analizę techniczno-ekonomiczną w celu oceny względnych korzyści różnych rozwiązań. Wstępnie zbadano łącznie 16 opcji, w tym trzy opcje całkowicie DC przy 500 kV, 600 kV i 800 kV, a także kilka opcji całkowicie AC i opcji hybrydowych DC+AC. Ostatecznie uznano, że preferowaną opcją jest prąd stały przy napięciu przesyłowym 600 kV (takim samym jak w przypadku schematu Itaipu w południowej Brazylii).
Niemniej jednak dwa pozostałe warianty (opcja all-AC i opcja hybrydowa AC+DC) również zostały przeniesione do drugiego etapu planowania projektu. Tak więc do ostatecznego wyboru zaproponowano trzy opcje:
- Opcja All-DC: dwa bipole transmisyjne ±600 kV, 3150 MW oraz dwa konwertery back-to-back o mocy 400 MW
- Opcja hybrydowa AC+DC: jeden bipol transmisyjny ±600 kV, 3150 MW plus dwie linie 500 kV AC
- Opcja All-AC: Trzy linie 765 kV AC
Zwycięzca z trzech zakwalifikowanych opcji został wyłoniony w drodze aukcji w listopadzie 2008 r. i okazał się opcją ± 600 kV all-DC. Ta opcja została podzielona na siedem oddzielnych pakietów, określanych jako Partie 1–7:
- Część 1: stacja elektroenergetyczna 500 kV Porto Velho plus dwie przetwornice typu back-to-back o mocy 400 MW
- Część 2: Dwie stacje przekształtnikowe ±600 kV, 3150 MW dla Bipole 1
- Część 3: Dwie stacje przekształtnikowe ±600 kV, 3150 MW dla Bipole 2
- Część 4: Dwie linie przesyłowe ±600 kV, 3150 MW dla Bipole 1
- Część 5: Dwie linie przesyłowe ±600 kV, 3150 MW dla Bipole 2
- Część 6: odbiorcza końcowa podstacja AC
- Część 7: Wzmocnienie sieci w systemie północnym 230 kV
Stacje przetwornicowe
Napięcie transmisyjne ± 600 kV jest takie samo, jak zastosowano w projekcie Itaipu , ale dla Rio Madeira przetwornice zaprojektowano z tylko jednym dwunastopulsowym mostkiem na biegun.
Stacja przekształtnikowa Porto Velho zawiera zaciski prostownika dwóch dwubiegunowych ±600 kV, a także dwóch przekształtników typu back-to-back o mocy 400 MW. Stacje przekształtnikowe Bipole 1 i dwie przetwornice typu back-to-back zostały zbudowane przez ABB i zostały oddane do użytku w sierpniu 2014 r. Stacje przekształtnikowe Bipole 2 zostały zbudowane przez Alstom Grid i według stanu na luty 2015 r. są nadal w fazie rozruchu.
Wszystkie przetwornice HVDC wykorzystują izolowane powietrzem, chłodzone wodą zawory tyrystorowe , podwieszone pod sufitem hali zaworów i wykorzystujące tyrystory o średnicy 125mm. Obie stacje przekształtnikowe Bipole 2 i stacja przekształtnikowa Araraquara w Bipole 1 wykorzystują jednofazowe, dwuuzwojeniowe transformatory przekształtnikowe z zaworami tyrystorowymi umieszczonymi w podwójnych zaworach , ale stacja przekształtnikowa Porto Velho Bipole 1 wykorzystywała jednofazowy przekształtnik trójuzwojeniowy transformatory (ponieważ rzeka umożliwiała transport większych transformatorów niż miało to miejsce w Araraquara) oraz zawory rozmieszczone w czterozawory .
Ponieważ sieć 230 kV w Rondônia i Acre jest bardzo słaba, przetwornice back-to-back są realizowane jako przetwornice komutowane kondensatorowo (CCC). Ponieważ zawory tyrystorowe były znacznie mniejsze niż zawory dwubiegunowe przekładni, możliwe było ustawienie każdego konwertera back-to-back jako zaledwie trzech stosów zaworów po osiem zaworów w każdym ( oktozawory ).
Projekt niektórych aspektów dwóch bipolerów (dostarczonych przez różnych producentów) wymagał koordynacji, aby uniknąć niepożądanych interakcji sterowania lub problemów z filtrowaniem harmonicznych. Ponadto należało wziąć pod uwagę znaczną liczbę różnych trybów pracy, takich jak równoległe połączenie konwerterów obu bipolów w jedną linię transmisyjną. Wymagany jest również przepływ mocy w kierunku południe – północ, choć tylko na ograniczonym poziomie. Aspekty te, wraz ze złożoną strukturą projektu, w który zaangażowanych było jednocześnie wiele firm inżynieryjnych, doprowadziły do pewnych opóźnień w realizacji projektu.
