РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ НА ОСТРОВНЫЕ ТЕРРИТОРИИ

РАЗРАБОТКА
ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПОСТОЯННОМ
ТОКЕ НА ОСТРОВНЫЕ ТЕРРИТОРИИ
ЧЕРЕЗ ВОДНЫЕ ПРЕГРАДЫ
Докладчик: Васильев Анатолий Петрович, начальник
отдела инновационного развития и формирования
перспективных схем электрических сетей
департамента технического развития ОАО «МРСК
Северо-Запада»
Кандидат технических наук
Профессор Санкт-Петербургского государственного
политехнического университета
Международный форум
инноваций в электросетевом
комплексе UPGrid 2012
(23-25 октября 2012г., Москва)
ПРИБРЕЖНАЯ ЗОНА БЕЛОГО МОРЯ И СОЛОВЕЦКИЕ ОСТРОВА
Белое море
Белое море
jо. Соловецкий
L=50 km
Белое море
www.mrsksevzap.ru
Белое море
2
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПЕРЕДАЧ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Экономически обоснованная
граница перехода от переменного
к постоянному току лежит:
• для КЛ > (30) 50 км;
• для ВЛ > 800 км;
Стоимость
Расстояние
безубыточности
Постоянный
ток
Преобразующие
подстанции
постоянного тока
Подстанции
переменного
тока
Переменный
ток
Расстояние
передачи
www.mrsksevzap.ru
Технически обосновано
применение постоянного тока:
• при длине кабельной линии
> 25 км (из-за зарядной
мощности КЛ);
• для питания автономной
нагрузки;
• для объединения
несинхронно работающих
энергосистем;
• для управления перетоком
мощности
• для ограничения токов кз;
• для получения других
системных эффектов.
3
КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕДАЧ И ВСТАВОК ПОСТОЯННОГО ТОКА (ППТ) И (ВПТ)
ППТ и ВПТ могут выполняются на базе преобразователей тока и напряжения.
При использовании преобразователей тока инвертор (преобразователь, выдающий
электроэнергию в сеть) не может работать на автономную нагрузку. В 70-90 г.г. для
обеспечения питания автономных островных потребителей на инверторном конце
использовали синхронные компенсаторы для задания ЭДС на шинах.
При использовании преобразователей возможна работа на автономную (островную)
нагрузку.
• В настоящее время идет интенсивная разработка различных модификаций схем
преобразователей напряжения
www.mrsksevzap.ru
4
СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ МОСТОВ НА БАЗЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА
Выпрямительный режим
Инверторный режим
Одномостовой шестипульсный преобразователь тока
Передача энергии осуществляется за счет создания падения напряжения по концам линии за счет углов
включения α
www.mrsksevzap.ru
5
ОСНОВНЫЕ КОНФИГУРАЦИИ ППТ НА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ТОКА
Схема ППT c униполярной линией
Сглаживающие реакторы
Линия постоянного
тока
Сеть переменного
тока 1
Фильтры
Фильтры
Сеть переменного
тока 2
Фильтры
Сглаживающие реакторы
Схема ППT c биполярной линией
Линия постоянного
тока
Фильтры
Сеть переменного
тока 1
Сеть переменного
тока 2
Фильтры
Фильтры
Линия постоянного
тока
Фильтры
Сглаживающие реакторы
Схема ППT c биполярной линией по надежности приравнивается к двухцепной передаче постоянного тока
www.mrsksevzap.ru
6
ПЕРЕДАЧА ПОСТОЯННОГО ТОКА НА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ НАПРЯЖЕНИЯ
Кабельная ЛПТ
2Cdc
2Cdc
Udc
L
L
2Cdc
Сеть
переменного
тока 1
Фильтры
2Cdc
Сеть
переменного
тока 2
Автоном
ная
нагрузка
Фильтры
www.mrsksevzap.ru
7
ОСНОВНЫЕ КОНФИГУРАЦИИ ППТ НА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ НАПРЯЖЕНИЯ
Кабельная ЛПТ
Кабельная ЛПТ
Фильтры
Фильтры
Сеть
переменного
тока 1
Кабельная ЛПТ
В схеме с
заземлением ППТ в
средней точке
используются
традиционные
трансформаторы
www.mrsksevzap.ru
Сеть
переменного
тока 2
Автоном
ная
нагрузка
Фильтры
Сеть
переменного
тока 1
Фильтры
Сеть
переменного
тока 2
Автоном
ная
нагрузка
В схеме с заземлением ППТ между
мостами используются специальные
преобразовательные
трансформаторы, но требуется два
кабеля
8
ГИБРИДНАЯ СХЕМА ДЛЯ ПИТАНИЯ АВТОНОМНОЙ НАГРУЗКИ
Сглаживающий реактор
Преобразователи
тока
Кабель постоянного
тока
Сеть переменного
тока 1
Преобразователь
напряжения
C
Фильтры
Фильтры
Сеть
переменного
тока 2
Автоном
ная
нагрузка
Фильтры
Существует только теоритически
www.mrsksevzap.ru
9
МОДИФИКАЦИИ СХЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ
Двухуровневая
Пятиуровневая
Трехуровневая
www.mrsksevzap.ru
10
СХЕМА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ОТБОРА МОЩНОСТИ ОТ ППТ
НА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ТОКА
www.mrsksevzap.ru
11
СХЕМА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ОТБОРА МОЩНОСТИ ОТ ППТ
НА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ТОКА
UC
C (45 мкФ) +
Id
К2
Сторона высокого
напряжения
-
Д2
выпрямленный
ток ППТ
Д1
Id
iL1
К1
*
uL1
L11 (15 мГн)
М
(2,25 мГн)
UУСТ
L22 (0,6 мГн) *
(5 кВ)
UC=

Регулятор
УОМ
uL2
iL2
UC
Сторона низкого
напряжения
С=
Выпрямеленное
напряжение
UС=
(5 мкФ)
Пояснение к схеме последовательного отбора мощности
www.mrsksevzap.ru
12
ВОЗМОЖНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА НА ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Преобразовательная технология в
России имеет тот же уровень развития,
что и зарубежная
Кабельная технология:
• В мире есть несколько
монопольных фирм по
производству кабелей
постоянного тока
(Как правило, для покупки этого кабеля необходимо
до поставки заключить контракт на поставку, так как
существует очередь на поставку)
• В России готов производить
кабель постоянного тока
«ТАТКАБЕЛЬ»
Для этого потребуется провести типовые и ресурсные
испытания. НИИПТ проводит такие испытания – срок
испытаний год, стоимость 10 млн.рублей.
Кроме того, потребуется закупить некоторое
испытательное оборудование – стоимость уточняется
www.mrsksevzap.ru
В России построено некоторое количество объектов
большой мощности, но за счет потребности
промышленности в устройствах малой и средней
мощности и сотрудничества некоторых фирм с
Китаем потенциал сохраняется на высоком уровне.
Стоимость разработки включает:
• проведение исследований;
• разработку схемы ПТТ( ОТР);
• разработку технических требований на
оборудование и системы регулирований и
защиты (СУРЗА);
• разработку технических заданий на оборудование
заводам изготовителям;
• физический макет ППТ с реальной (СУРЗА),
которая на физическом макете, будет проходить
отладку и далее поставляется на объект
Ориентировочно может составить
180 – 200 млн.рублей.
13
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
14