Типи систем ВВП і конфігурації МВВП
Конфігурації систем високого напруги постійного струму (HVDC)
Система високого напруги постійного струму, зазвичай скорочено як HVDC, є надзвичайно ефективним методом для передачі електроенергії на великі відстані, значно зменшуючи втрати енергії порівняно з традиційною передачею чергового струму (AC). Система HVDC може бути реалізована в різних конфігураціях, кожна з яких пристосована до конкретних експлуатаційних вимог. Ця стаття надає короткий огляд основних типів конфігурацій систем HVDC.
Системи HVDC з оберненим підключенням
У конфігурації HVDC з оберненим підключенням (B2B) обидва ключові компоненти конвертора — прямокутник і інвертор — розташовані в одному термінальному пункті. Ці два елементи конвертора прямо з'єднані між собою. Основна функція цієї конфігурації полягає у з'єднанні двох окремих систем електропостачання AC. Це досягається шляхом перетворення входячого AC-струму на DC за допомогою прямокутника, а потім швидкого перетворення DC-струму назад на AC за допомогою інвертора.
Системи HVDC з оберненим підключенням (продовження)
Система HVDC з оберненим підключенням встановлюється в одному приміщенні і служить для з'єднання двох асинхронних систем електропостачання AC. Враховуючи пряме обернене з'єднання прямокутника і інвертора, немає потреби у лінії передачі DC. Для зменшення кількості тирістрів, підрядних в серію, проміжне напруга DC намислено підтримується на низькому рівні. Однак, струмова характеристика цієї конфігурації може досягати декількох тисяч ампер.
Цей тип системи HVDC особливо корисний для з'єднання двох асинхронних систем електропостачання AC в таких сценаріях:
Двотермінальна система HVDC
У двотермінальній конфігурації системи HVDC є два окремих термінальні пункти, кожен з яких функціонує як станція-конвертор. Один пункт містить прямокутник, а інший — інвертор. Ці два термінали з'єднані лінією передачі HVDC, що дозволяє ефективну передачу електричної енергії на великі відстані. Ця конфігурація призначена для подолання обмежень традиційної передачі AC для довговідстаневої передачі енергії, використовуючи переваги постійного струму для зменшення втрат енергії та підвищення ефективності передачі на великих географічних ділянках.
Двотермінальна система HVDC має прямий зв'язок між двома точками без паралельних ліній передачі або проміжних відводів вздовж лінії передачі. Ця характеристика дає їй альтернативну назву — передача енергії точка-точка. Вона ідеально підходить для забезпечення електропостачання між двома географічно віддаленими місцями.
Однією з відзначних переваг двотермінальної системи HVDC є відсутність потреби у вимикачем HVDC. У разі проведення технічного обслуговування або при видаленні аварій, вимикачі AC сторони AC можуть бути використані для відключення DC-лінії. Порівняно з вимикачами DC, вимикачі AC мають простішу конструкцію та коштують менше, що робить двотермінальну систему HVDC більш економічною та легшою для обслуговування.
Многотермінальна DC-система (MTDC)
Многотермінальна DC-система (MTDC) представляє більш складну конфігурацію системи HVDC. Вона використовує кілька ліній передачі для встановлення з'єднань між більш ніж двома точками. Ця конфігурація складається з кількох термінальних пунктів, кожен з яких оснащений власним конвертором, всі вони з'єднані мережею ліній передачі HVDC. У цій мережі деякі конвертори функціонують як прямокутники, перетворюючи AC-струм на DC, а інші — як інвертори, перетворюючи DC-струм назад на AC для розподілу на навантаження. Основним принципом MTDC-системи є те, що загальна потужність, поставлена прямокутниками, повинна дорівнювати сумарній потужності, отриманій інверторами (навантаження), що забезпечує балансований та ефективний потік енергії через з'єднану мережу.
Многотермінальна DC-система (продовження)
Мережа MTDC аналогічна мережі AC у відношенні до гнучкості, але вона має унікальну перевагу: можливість точно контролювати потік енергії в розподіленій мережі DC. Проте, ця підвищена функціональність приходить за ціною збільшення складності, що робить систему MTDC значно складнішою, ніж двотермінальна конфігурація HVDC.
У конфігурації MTDC спираються на вимикачі AC сторони AC не можливо. На відміну від двотермінальної системи, використання вимикача AC відключило б всю мережу DC замість відокремлення лише аварійної або потребуючої технічного обслуговування лінії. Для вирішення цього, система MTDC потребує кількох компонентів DC-комутації, таких як вимикачі. Ці спеціалізовані вимикачі DC призначені для безпечного відключення цепей або відокремлення конкретних секцій під час технічного обслуговування або при видаленні аварій, забезпечуючи стабільність та надійність мережі.
Збереження балансу системи є важливим в системі MTDC. Загальний струм, поставлений прямокутниками, повинен точно відповідати струму, споживаному інверторами. Коли відбувається раптовий зростання потреби в потужності від будь-якого інвертора, потужність DC-виводу потрібно збільшити відповідно, щоб задовольнити збільшене навантаження. Під час цього процесу важливо тщательно контролювати поставлений напругу та роботу інверторів, щоб запобігти перегрузці, яка може призвести до відмови системи.
Однією з ключових переваг систем MTDC є їх надійність під час вимушених відключень. У разі непередбаченої відмови електропостачання в одному з генераційних пунктів, система може швидко переадресувати енергію через альтернативні пункти конверторів, мінімізуючи перебої в загальному електропостачанні.
Застосування систем MTDC
