Επίδραση του DC Bias σε Μετατροπείς σε Φυσικά Ανανεώσιμα Πηγές Ενέργειας Κοντά σε Ηλεκτρόδης Εδάφους UHVDC
Όταν ο ηλεκτρόδης εδάφους ενός συστήματος μεταφοράς υψηλής υπερτάσης άμεσης ροής (UHVDC) βρίσκεται κοντά σε μια ενεργειακή σταθμό φυσικών ανανεώσιμων πηγών, η επιστροφική ροή που διασχίζει το έδαφος μπορεί να προκαλέσει αύξηση του δυναμικού του εδάφους γύρω από την περιοχή του ηλεκτρόδη. Αυτή η αύξηση του δυναμικού του εδάφους οδηγεί σε μετατόπιση του δυναμικού του ουδέτερου σημείου κοντινών μετατροπέων, προκαλώντας DC bias (ή DC offset) στα πυρήνες τους. Ο τέτοιος DC bias μπορεί να επιδεινώσει την απόδοση των μετατροπέων και, σε σοβαρές περιπτώσεις, να προκαλέσει ζημιές στην εξοπλισμό. Συνεπώς, είναι απαραίτητες αποτελεσματικές μέτρα αντιμετώπισης.
Παρέχεται λεπτομερής ανάλυση αυτού του θέματος παρακάτω:
1. Παράγοντες Επιρροής
Η σοβαρότητα του DC bias εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων:
- Της λειτουργικής ροής του συστήματος UHVDC;
- Της τοποθεσίας και σχεδίασης του ηλεκτρόδης εδάφους;
- Της χωρικής κατανομής της αντίστασης του εδάφους;
- Της σύνδεσης των στροφών και των δομικών χαρακτηριστικών του μετατροπέα.
2. Συνέπειες του DC Bias
Ο DC bias στους μετατροπείς μπορεί να οδηγήσει σε:
- Αύξηση του ακούσιμου θορύβου και της μηχανικής ταλάντωσης;
- Αύξηση της θερμοκρασίας λόγω πρόσθετων απωλειών στον πυρήνα;
- Επιτάχυνση της γήρανσης της επένδυσης των στροφών υπό μακρόχρονη έκθεση.
- Αυτές οι επιπτώσεις παρεμποδίζουν την ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία των μετατροπέων και μειώνουν τη διάρκεια ζωής τους.
3. Μέτρα Αντιμετώπισης
Για την περιορισμό του DC bias, μπορούν να εφαρμοστούν διάφορες τεχνικές στρατηγικές:
- Δυναμική αλλαγή του τρόπου σύνδεσης του ουδέτερου σημείου της ενεργειακής σταθμός (π.χ., μεταξύ στερεάς σύνδεσης και σύνδεσης με υψηλή αντίσταση);
- Βελτίωση του σχεδιασμού του δικτύου εδάφους για ισορροπία της κατανομής του δυναμικού μεταξύ της ενεργειακής σταθμός και των κοντινών υποσταθμών;
- Εγκατάσταση συσκευών αποκλεισμού DC (π.χ., συσκευών αποκλεισμού με κατανεμημένη ή ενεργή νετραλική αποκλεισμό) στα ουδέτερα σημεία των μετατροπέων για τον αποκλεισμό γεωμαγνητικών ή παρενεργών ροών DC.
Συμπέρασμα
Η επίδραση του DC bias σε μετατροπείς σε ενεργειακές σταθμούς φυσικών ανανεώσιμων πηγών κοντά σε ηλεκτρόδης εδάφους UHVDC είναι ένα πολύπλοκο θέμα γεωηλεκτρικής και συστήματος ενέργειας που απαιτεί ολοκληρωμένη προσέγγιση. Συνιστάται η εφαρμογή συνεχούς παρακολούθησης των επιπέδων DC bias στους πληγείς μετατροπείς, η διεξαγωγή περιοδικών εκτιμήσεων κινδύνου και η προληπτική εφαρμογή μέτρων αντιμετώπισης. Κάτι τέτοιο εξασφαλίζει την ασφαλή, σταθερή και μακροχρόνια λειτουργία των ενεργειακών σταθμών φυσικών ανανεώσιμων πηγών σε περιοχές που επηρεάζονται από συστήματα UHVDC.