HVDC přenosová technologie se rozvíjí, vede ji ABB
 17.5.2017
Ač to může znít neuvěřitelně, technologie
vysokonapěťového stejnosměrného přenosového spojení (HVDC) se rozvíjí
již zhruba 60 let. Významný pokrok přitom učinila za posledních dvacet
let, kdy se přenášený výkon zvýšil téměř třicetkrát z 50 na 1400 MW,
což odpovídá spotřebě několika miliónů domácností. Používané napětí
vzrostlo z 80 na 525 kV, tedy 6,5krát, a vzdálenost, na niž je
elektřina přenášena, se prodloužila ze 70 km na více než tisíc
kilometrů. Ztráty v přenášeném výkonu přitom klesly na méně než 1 % (!).
Průkopníkem HVDC přenosu je od samého začátku
švédsko-švýcarská skupina ABB, jejíž dosavadní historie HVDC zahrnuje
více než 110 projektů. V dubnu 2017 oznámila ABB světové
odborné veřejnosti další pokrok v těchto úctyhodných technických a
ekonomických parametrech.
O technologii HVDC – proč stejnosměrně?
Technologie HVDC vznikla a dále se rozvíjí jako
efektivní alternativa zažitému střídavému přenosovému systému v
určitých konkrétních případech. Obecně platí, že přenos elektrické
energie je efektivní při použití vysokého napětí, protože s vyšším
napětím klesá jednotkový odpor vodiče. Měnit hodnotu napětí pomocí
transformátoru však lze jen u střídavého proudu. Naproti tomu je
použití stejnosměrného elektrického vedení oproti střídavému
ekonomičtější, a to především proto, že není třeba přenášet tři fáze,
lze použít tenčí vodiče a stejnosměrný proud má obecně menší ztráty ve
vedení.
HVDC přenosové spojení je tak oproti střídavému
ekonomičtější na vlastním vedení a méně ekonomické v koncových bodech,
kde je třeba proud transformovat a usměrňovat, resp. střídat, přičemž
hraje roli nákladnost, účinnost a spolehlivost příslušných zařízení.
Složitější a dražší je také regulace HVDC soustavy, zvlášť u
multiterminálových sítí (více než dva koncové body).
Praktické využití HVDC přenosu je úzce spojeno s
rozvojem účinných konvertorových transformátorů a souvisejících
zařízení, které jsou kritickou součástí každého HVDC přenosového
spojení na jeho koncích. Konvertorové transformátory zde jednak mění
velikost napětí a jednak jej přeměňují ze stejnosměrného na střídavé a
obráceně. Závisí na nich stabilita a spolehlivost celé propojené
energetické sítě i minimalizace ztrát energie. 
Jak patrno, HVDC přenos je výhodný zejména na dlouhé
vzdálenosti mezi dvěma koncovými body. Takto funguje většina HVDC
spojení. Tato technologie však může také pomoci efektivně řešit problém
propojení dvou navzájem nesourodých střídavých soustav.
Další rozvoj HVDC
Systém HVDC Light na nové úrovni, který v dubnu 2017
představila společnost ABB, nyní umožňuje přenášený výkon více než
zdvojnásobit na 3 000 MW.
Zdokonalená konstrukce zároveň umožňuje významný skok v
kompaktnosti řešení, které nyní umožňuje dodat o 350 % více výkonu v
přepočtu na čtvereční metr použité plochy. To představuje velký přínos
zejména pro aplikace, kde se každý čtvereční metr počítá. Takovými jsou
například mořské větrné farmy, ale stejně tak pevninské projekty v
osídlených oblastech.
Zvyšuje se také používané napětí, až na 640 V.
Tisícikilometrové vzdálenosti přenosu se zdvojnásobily, což kromě
jiného umožňuje dodat elektrickou energii z obnovitelných zdrojů v
místech, kde je příroda nabízí, do míst, kde je elektřina potřeba, ale
efektivně využitelných obnovitelných zdrojů je zde nedostatek.
Další snížení energetických ztrát zlepšuje celkovou
ekonomiku HVDC systémů.
Výše popisovaný vývoj během dvaceti let i současná
zdokonalení umožňuje především vývoj energetické elektroniky založené
na polovodičích, které umožňují lepší řízení a činí i menší HVDC
systémy ekonomickými.
Přispívá k němu i rozvoj informačních a komunikačních
technologií v energetice, zde reprezentovaný především systémem ABB
MACH (Modular Advanced Control for HVDC), který tvoří „mozek“ HVDC
spojení. Jeho charakteristickým rysem je široké využití počítačů,
mikrokontrolérů (monolitický integrovaný obvod obsahující kompletní
mikropočítač) a procesorů pro zpracování digitálního signálu, vzájemně
propojených sběrnicemi využívajícími průmyslové standardy a
komunikačními spojeními z optických vláken. Tato technologie umožňuje
kromě jiného intenzivní autodiagnostiku systému, která eliminuje
periodickou údržbu řídicích technologií. Jeho nejnovější verze je
založena na portfoliu digitálních řešení ABB Ability™, nabízejícím
cloudovou správu zařízení v nejrůznějších odvětvích průmyslu,
energetiky a dopravy.
redakce
Proelektrotechniky.cz
Foto © ABB
Další informace zde
 Přečtěte si také:
 20.4.2017
Přenosové sítě Velké Británie a Francie jsou od roku
1986 propojeny vysokonapěťovým stejnosměrným spojením zvaným IFA. V
blízké době k nim přibude nové HVDC spojení pod názvem IFA2. Svému
zprovoznění v roce 2020 se tento projekt významně přiblížil v dubnu
2017, kdy společnost ABB získala od provozovatelů obou přenosových
sítí, National Grid a Réseau de Transport d'Electricité (RTE), smlouvu
na dodávku dvou HVDC konvertorů. 
 29.3.2017 Elektrické
distribuční sítě čelí v posledních letech
nebývalým změnám, a to jak na straně nabídky, tak na straně poptávky. K
těmto sítím jsou připojovány distribuované energetické zdroje a
podléhají výkyvům ve výrobě z obnovitelných zdrojů, ze strany spotřeby
čelí výkyvům způsobeným například nabíjením elektrických vozidel. Trh s
energiemi k tomu tlačí na co nejefektivnější provoz těchto sítí. To vše
se promítá do zvýšené míry automatizace v distribučních sítích a
souvisejících zařízeních. Konkrétní reakcí na tuto situaci je
TXpert™, první digitální transformátor pro distribuční sítě na světě,
poprvé představený společností ABB v březnu 2017 v americkém Houstonu
na ABB Customer World.
 24.1.2017 Společnost
ABB je bezesporu světovým leaderem v oblasti
vysokonapěťových stejnosměrných (HVDC) přenosových spojení. Důkazem
toho jsou čtyři významné události z ledna 2017: ABB dokončila rozsáhlou
rekonstrukci 350MW HVDC Madawaska v Kanadě a zároveň zahájila tři velké
zakázky pro HVDC spojení
 17.10.2016
Mikrosítí (anglicky microgrid) rozumíme nízko- nebo
středněnapěťovou rozvodnou elektroenergetickou síť, zpravidla řešenou
jako smart grid,
omezenou na určitý počet zdrojů energie a míst její spotřeby. Mikrosíť
tak vlastně představuje jakousi zmenšenou verzi veřejné energetické
soustavy. Jako důležitý (případně jediný) zdroj elektřiny jsou přitom
využívány obnovitelné zdroje energie. Jedním z dodavatelů řešení pro
mikrosítě je i globální společnost ABB.
 8.8.2016 Inovace v
oblasti přenosu a distribuce elektrické
energie směřují k celkovému zefektivnění provozu sítí a zmírnění jeho
vlivu na životní prostředí. Kromě zapojování obnovitelných zdrojů
energie a online řízení v rámci smart
grids
mají tyto inovace
rozmanité další podoby. Jednou z nich je i přímé propojení regionálních
distribučních sítí nebo jejich navzájem oddělených částí bez posilování
elektrického vedení.
 28.7.2016 Technologie
vysokonapěťového stejnosměrného přenosového
spojení (HVDC), jejíž projekty ve světě na našem portále průběžně
sledujeme, brzy získá své rekordní uplatnění. Stejnosměrné přenosové
spojení o ultravysokém napětí (UHVDC) Changji-Guquan v Číně bude
přenášet elektrický výkon 12 000 MW při napětí 1100 kV DC (tedy 1,1
mil. voltů) na vzdálenost 3 284 km. Toto UHVDC spojení tak po svém
dokončení, předpokládaném na konci roku 2018, zaznamená světový rekord
ve všech třech svých základních parametrech: přenášeném výkonu, napětí
a vzdálenosti.
 15.7.2016 První
multiterminálové stejnosměrné vysokonapěťové
přenosové spojení (HVDC) na světě bylo vybudováno v Severní Americe.
Toto HVDC spojení patřící energetickým společnostem Hydro-Québec a
National Grid je 1480km dlouhé, používá napětí ±450 kV a má výkon 2000
MW. Propojuje velmi zalidněné oblasti Montrealu a Bostonu s kanadskou
vodní elektrárnou La Grande II v zátoce James Bay, která je k HVDC
připojena v Radissonu. Je schopné zásobovat bezemisně
vyráběnou elektřinou 3,8 miliónů lidí.
 17.6.2016
Jihoafrická republika má největší spotřebu
elektrické
energie v celém subsaharském regionu a poptávka po elektřině zde
převyšuje nabídku. V důsledku této situace spolu s proměnlivými cenami
fosilních paliv a snahami o větší zapojení obnovitelných zdrojů energie
zde vzniká potřeba inteligentních řešení v energetických instalacích.
Globální elektrotechnická skupina ABB jde v tomto směru příkladem: Na
začátku června 2016 měla světovou premiéru mikrosíť v jejím závodě
v Longmeadow u Johannesburgu
 4.4.2016 Internet
věcí, tedy identifikace věcí a jejich sledování
po internetu, nachází velké uplatnění i v síťových odvětvích, tedy
„utilities“, jako je elektroenergetika, plynárenství a vodní
hospodářství. Pomocí internetu věcí zde dochází k integraci
informačních technologií (IT) a provozních technologií (OT), tedy
řídicích systémů, komunikačních systémů, senzorů a software tak, aby
podporoval firemní procesy při správě majetku (asset management
zahrnující zejména údržbu). Při zapojení lidského činitele tak vzniká
nový koncept: internet věcí, služeb a lidí, anglicky: Internet of
Things, Services and People (IoTSP)
 16.2.2016
Baltic Ring neboli Baltský kruh je iniciativa EU,
jejímž
cílem je propojit přenosové sítě devíti zemí kolem Baltského moře –
Litvy, Polska, Německa, Dánska, Norska, Švédska, Finska, Estonska a
Lotyšska – a integrovat je do přenosové sítě kontinentální Evropy.
Tímto způsobem bude zvýšena spolehlivost i efektivnost provozu
energetických sítí zemí Evropské unie a rozvíjen zde trh s elektřinou.
 10.2.2016 První HVDC
spojení, tedy vysokonapěťový stejnosměrný
přenos elektrické energie, bylo poprvé instalováno společností ABB ve
Švédsku v roce 1954, tedy před více než 60 lety. Toto 100 km
dlouhé spojení vede elektrickou energii z Västerviku na jihovýchodě
Švédska do Ygne na ostrově Gotland, kde je rovněž
připravováno řešení energetiky typu smart
grid.
 29.9.2015 O řídicím
systému ABB Symphony Plus jsme na našem
portále psali již vícekrát, například v souvislosti s energetickým
využitím odpadů v Anglii
a
fotovoltaickou
elektrárnou v Kanadě.
České
odborné veřejnosti byl tento systém představen letos na veletrhu AMPER
2015. V září 2015
byl blíže prezentován zákazníkům ABB a zástupcům odborného tisku, mezi
nimiž nechyběla ani naše redakce.
 22.9.2015
O vysokonapěťových stejnosměrných (HVDC) přenosových
systémech jsme na našich stránkách psali již vícekrát, především v
souvislosti s přenosem energie z mořských větrných farem, jako
například DolWin1 a
DolWin2
do přenosové
sítě na pevninu. Tento typ přenosového spojení se však využívá i pro
tok elektrické energie opačným směrem, z pevniny na moře.
 20.8.2015
Krátce po zprovoznění 800MW vysokonapěťového
přenosového spojení (HVDC) DolWin1,
spojující
větrné elektrárny v Severním moři s německou pevninou, byla odborná
veřejnost informována o jeho následovníku, projektu DolWin2. V jeho
rámci instalovala v srpnu 2015 společnost ABB 320kV konvertorovou
stanic DolWin beta, umístěnou na platformě v Severním moři 45 km od
německého pobřeží. Se svými 960 MW přenášeného výkonu jde o
nejvýkonnější mořskou konvertorovou stanici svého druhu na
světě.
 14.5.2015 Na švédském
ostrově Gotland v Baltském moři se od května
připravuje k realizaci projekt inteligentní distribuční sítě, smart
grid, speciálně
navrhovaný pro venkovské oblasti. Cílem řešení je integrovat v co
největší míře obnovitelné zdroje energie a minimalizovat náklady na
údržbu při současně zlepšené kvalitě dodávaného proudu.
|
