Siemens HVDC Plus Tecnologías HVDC y su …electrica.uc3m.es/geste/Siemens_CAR.pdf · Station A Morvedre Air Core 150 mH 0.0723 Ohm ... HVDC PLUS INELFE Layout . Transformadores

Schutzvermerk / Copyright-Vermerk

Siemens HVDC Plus

Tecnologías HVDC y su

aplicación en España

Copyright© Siemens

Power Transmission by Álvaro Cumplido

2 12/11/2012

Copyright© Siemens Confidential – not for Public Disclosure

HVDC Clásica – HVDC PLUS

HVDC Clásica HVDC PLUS

Conmutación por disparo óptico Conmutación por nivel de tensión Tiristores con capacidad de Semiconductores con capacidad disparo únicamente para encendido de disparo tanto para encendido como para apagado, es decir IGBTs

3 12/11/2012


HVDC PLUS La evolución de la tecnología HVDC PLUS y VSC

IGBT in PP GTO / IGCT

Topología de VSC: Dos niveles Tres niveles Multinivel

Equipos de electrónica de potencia: GTO /IGCT IGBT in PP IGBT Module

4 12/11/2012


HVDC PLUS

Características generales de la tecnología VSC

4

Conexiones a red de sistemas AC inestables/débiles

Respuesta dinámica de alta velocidad

Control independiente de la potencia activa y reactiva

Suministro a redes de consumo y capacidad Black Start

Requerimientos de espacio reducidos

Características y ventajas del HVDC PLUS

5 12/11/2012


HVDC PLUS

La solución Smart

6 12/11/2012


HVDC PLUS

Características y ventajas del diseño Multinivel - MMC

Alta capacidad modular en Hardware y Software

Baja generación de armónicos

Baja frecuencia de conmutación de los Semiconductores

Uso de componentes están-dares altamente probados

Ondas senoidales de tensión AC

Fácil grado de adaptación a diversos tamaños

Numero reducido de componentes de potencia

Baja tasa de sobre corriente incluso durante faltas

Alta flexibilidad en un amplio rango de potencias

Mínimos requerimientos de filtros o incluso ausencia de ellos

Bajas pérdidas de la convertidora

Alta disponibilidad de última generación de componentes

Uso de transformadores estándar de AC

Esfuerzos bajos de ingeniería para potencias hasta 1000 MW

Alta fiabilidad, baja necesidad de mantenimiento

Sistema robusto

7 12/11/2012


Cliente

Nombre proyecto

Localización

Potencia

Tipo de proyecto

Nivel de tensión

Tipo de

Semiconductor

Red Eléctrica de España

ROMULO

Sagunto, Valencia

Santa Ponsa – Malloca - España

2 x 200 MW

HVDC

Cable submarino aprox. 250 Km.

250 kV DC (AC 400kV/220kV)

Tiristores

HVDC PLUS

COMETA

8 12/11/2012


Configuraciones de HVDC

Transmision Linea / Cable

Terminal A Terminal B

Polo 1

Polo 2

Monopolar con retorno por tierra

Bipolar con retorno por tierra Bipolar con retorno metálico

(Rómulo)

Transmision Linea/Cable


Monopolar con retorno metálico


Polo 2

Transmision Linea/Cable


Polo 1

9 12/11/2012


Estación conversora de Morvedre (Sagunto)

HIS

Sala de

Valvulas

Sala DC

Sala filtros AC

Edificio

Control

Transformadores

Convertidores

10 12/11/2012


(2) Componentes principales: Filtros

Estación HVDC Filtros AC

Sistema AC

Filtro AC-Tipo 3

Triple Tuned (TT)

Filtro AC-Tipo 1

Single Tuned (ST)

Filtro AC-Tipo 2

Double Tuned (DT)

Santa Ponsa Morvedre

11 12/11/2012


(2) Componentes principales: Filtros

12 12/11/2012


(3) Componentes principales: Transformador

convertidor

Monofásicos. 2 reserva (uno por estación conversora) Tres arrollamientos: primario: estrella secundario: estrella y triángulo

Morvedre

400/V3 / 105/V3 - 105/V3

79/39-39 MVA

Santa Ponsa

220/V3 / 103/V3 - 103/V3

78/39-39 MVA

13 12/11/2012


(4) Componentes principales: Válvulas de tiristores

Ventajas del tiristor LTT

• Son activados por un pulso de luz directamente en

vez de un pulso eléctrico (ETT)

•El pulso entra directamente al tiristor evitando

circuitos electrónicos intermedios y alimentación

auxiliar

•Esto provoca mayor disponibilidad y fiabilidad

14 12/11/2012


(4) Componentes principales: Válvulas de tiristores

15 12/11/2012


(5) Componentes principales: Reactancias

Funciones principales de la Reactancia en HVDC

Evitar resonancia en bajas frecuencias, especialmente

en el 1er y 2º armónico

Limitar los armónicos en el cable DC

Suavizar el rizado de la corriente DC

Limitar la corriente en caso de fallo en el circuito DC

La selección del tamaño de la reactancia de cada

proyecto debe considerar todos estos aspectos.

Para el proyecto Rómulo:

The smoothing reactors in the HVDC converter stations have following main duties:

- avoid resonance at low order harmonics, especially at the 1st and 2nd harmonic frequency

- limit the harmonics in the DC cable

- smooth out the ripple in the DC current, so that the current will not get discontinued in the

whole operating range

- limit currents in case of a failure in the DC circuit

The selection of the smoothing reactor size for a HVDC project shall consider all these different

aspects. The following smoothing reactor configuration will be installed at both converter stations:

Type Nominal inductance Resistance at rated current

Station A Morvedre Air Core 150 mH 0.0723 Ohm

Station B Santa Ponsa Air Core 150 mH 0.0723 Ohm

16 12/11/2012


(6) Componentes principales: Equipos DC

Propósito: Cambiar el camino de retorno sin interrupción de la corriente DC – Transferir la corriente DC del polo al cable del electrodo y vice versa para las diferentes configuraciones de operación

Situación: Sólo en Morvedre (interior)

Arreglo principal: Interruptor convencional

unipolar AC

Circuito LC

Pararrayos

CB

Rp

Cp Lp

Arrester

17 12/11/2012


Cliente

Nombre proyecto

Localización

Potencia

Tipo de proyecto

Nivel de tensión

Tipo de

Semiconductor

Inelfe

Inelfe

Santa Llogaia, España

Baixas, Francia

2 x 1.000 MW

HVDC PLUS

Cable subterráneo aprox. 60 Km.

320 kV DC

IGBT

HVDC PLUS

INELFE

18 12/11/2012


~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

~

=

=

G ~G ~G ~ G ~G ~G ~

Solución con dos enlaces paralelos y cuatro cables

Requerida potencia activa & reactiva vía tecnología HVDC PLUS

Alcance de SIEMENS

Baixas Santa Llogaia

400kVAC 400kVAC

320kVDC

HVDC PLUS

INELFE

19 12/11/2012


IGBTs

HVDC PLUS

INELFE Layout

Transformadores

Parque de alterna

Edificio de control y servicios auxiliares Sistema de

refrigeración Terminal de cable y

bobina de alisamiento

20 12/11/2012


HVDC PLUS

Detalles de los convertidores

21 12/11/2012


HVDC PLUS

Parque de alterna y transformadores convertidores

22 12/11/2012


HVDC PLUS

Reactancias

23 12/11/2012


Guizhou- Guangdong

Gezhouba- Nan Qiao

Etzenricht

1993

Wien Südost

1993 Dürnrohr

1983

Basslink Acaray

1981 Lamar

2005

Virginia Smith

1987

Sylmar East 1995 2008

1975/1998 Cahora Bassa

Welsh

1995 2006

2014

2000

Moyle

COMETA 2012

Inter Island Connector Pole 3

2014

2013 Black Sea Transmission

1989

2004

2010 EstLink 2 2007 Neptune BritNed

2011

Tianshengqiao- Guangzhou

Guizhou- Guangdong II

Storebælt

2013 Hudson

2010 Ballia-Bhiwadi

2003/2007 East-South Interconnector

Adani

Thailand- Malaysia

2001

2013 BtB Bangladesh

2012

2013 Xiloudu-

Guangdong

2014 Western Alberta

Transmission Link

Poste Châteauguay

1984

East DC Link Project 2014

Celilo 1997/2004

Nelson River 1977/2004

Western Link

2015

2001

HVDC – Realizados por Siemens

La experiencia de Siemens

Siemens lleva con éxito en el negocio de HVDC

durante más de 30 años

24 12/11/2012


CHINA

2010 Xiangjiaba- Shanghai

Yunnan- Guangdong

2009

2013 Jinping-Sunan

Nuozhadu- Guangdong

2013

UHV DC – Realizados por Siemens


25 12/11/2012


HVDC PLUS – Realizados por Siemens


2013

BorWin2

SylWin1

2014

Trans Bay Cable

2010

INELFE

2013

2013

HelWin1 2015

HelWin2

26 12/11/2012


BorWin2, Alemania, 2013

Cliente

Proyecto

Localización

Potencia

Tipo

Nivel de

tensión

Tipo de Semi-

conductores

TenneT

BorWin2

Diele, Alemania

800 MW

200 km HVDC PLUS

On-/Offshore Cable

300 kV DC

400 kV/155 kV AC, 50 Hz

IGBT

27 12/11/2012


¡Gracias!

Schutzvermerk / Copyright-Vermerk

Power Transmission and Distribution

Documents

Siemens HVDC Plus Tecnologías HVDC y su …electrica.uc3m.es/geste/Siemens_CAR.pdf · Station A Morvedre Air Core 150 mH 0.0723 Ohm ... HVDC PLUS INELFE Layout . Transformadores