aplicación en España
TecnologÃas HVdc y su aplicación en España - Departamento de ...
TecnologÃas HVdc y su aplicación en España - Departamento de ...
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y Álvaro Cumplido<br />
Power Transmission<br />
Siem<strong>en</strong>s HVDC Plus<br />
Tecnologías HVDC y su<br />
<strong>aplicación</strong> <strong>en</strong> <strong>España</strong><br />
Schutzvermerk / Copyright-Vermerk<br />
© Siem<strong>en</strong>s
HVDC Clásica – HVDC PLUS<br />
HVDC Clásica<br />
Conmutación por disparo óptico<br />
Tiristores con capacidad de<br />
disparo únicam<strong>en</strong>te para <strong>en</strong>c<strong>en</strong>dido<br />
HVDC PLUS<br />
Conmutación por nivel de t<strong>en</strong>sión<br />
Semiconductores con capacidad<br />
de disparo tanto para <strong>en</strong>c<strong>en</strong>dido<br />
como para apagado, es decir IGBTs<br />
2 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
La evolución de la tecnología HVDC PLUS y VSC<br />
Topología de VSC:<br />
Dos niveles Tres niveles Multinivel<br />
GTO / IGCT<br />
IGBT in PP<br />
Equipos de electrónica de pot<strong>en</strong>cia:<br />
GTO /IGCT IGBT in PP IGBT Module<br />
3 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
Características g<strong>en</strong>erales de la tecnología VSC<br />
Características y v<strong>en</strong>tajas del HVDC PLUS<br />
Conexiones a red de sistemas AC inestables/débiles<br />
Control indep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te de la pot<strong>en</strong>cia activa y reactiva<br />
Suministro a redes de consumo y capacidad Black Start<br />
Respuesta dinámica de alta velocidad<br />
Requerimi<strong>en</strong>tos de espacio reducidos<br />
4<br />
12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
La solución Smart<br />
5 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
Características y v<strong>en</strong>tajas del diseño Multinivel - MMC<br />
Alta capacidad modular <strong>en</strong><br />
Hardware y Software<br />
Baja g<strong>en</strong>eración de armónicos<br />
Baja frecu<strong>en</strong>cia de conmutación<br />
de los Semiconductores<br />
Uso de compon<strong>en</strong>tes estándares<br />
altam<strong>en</strong>te probados<br />
Ondas s<strong>en</strong>oidales de t<strong>en</strong>sión<br />
AC<br />
Fácil grado de adaptación a<br />
diversos tamaños<br />
Numero reducido de<br />
compon<strong>en</strong>tes de pot<strong>en</strong>cia<br />
Baja tasa de sobre corri<strong>en</strong>te<br />
incluso durante faltas<br />
Alta flexibilidad <strong>en</strong> un amplio<br />
rango de pot<strong>en</strong>cias<br />
Mínimos requerimi<strong>en</strong>tos de<br />
filtros o incluso aus<strong>en</strong>cia de ellos<br />
Bajas pérdidas de la convertidora<br />
Alta disponibilidad de última<br />
g<strong>en</strong>eración de compon<strong>en</strong>tes<br />
Uso de transformadores<br />
estándar de AC<br />
Esfuerzos bajos de ing<strong>en</strong>iería<br />
para pot<strong>en</strong>cias hasta 1000 MW<br />
Alta fiabilidad, baja necesidad<br />
de mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to<br />
Sistema robusto<br />
6 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
COMETA<br />
Cli<strong>en</strong>te<br />
Nombre proyecto<br />
Localización<br />
Pot<strong>en</strong>cia<br />
Tipo de proyecto<br />
Nivel de t<strong>en</strong>sión<br />
Red Eléctrica de <strong>España</strong><br />
ROMULO<br />
Sagunto, Val<strong>en</strong>cia<br />
Santa Ponsa – Malloca - <strong>España</strong><br />
2 x 200 MW<br />
HVDC<br />
Cable submarino aprox. 250 Km.<br />
250 kV DC (AC 400kV/220kV)<br />
Tipo de<br />
Semiconductor<br />
Tiristores<br />
7 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
Configuraciones de HVDC<br />
Monopolar con retorno por tierra<br />
Monopolar con retorno metálico<br />
Transmision<br />
Linea/Cable<br />
Terminal A<br />
Terminal B<br />
Terminal A<br />
Terminal B<br />
Bipolar con retorno por tierra<br />
Bipolar con retorno metálico<br />
Polo 1<br />
Polo 1<br />
Polo 2<br />
Polo 2<br />
Terminal A<br />
Transmision<br />
Linea / Cable<br />
Terminal B<br />
Terminal A<br />
Transmision<br />
Linea/Cable<br />
Terminal B<br />
(Rómulo)<br />
8 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
Estación conversora de Morvedre (Sagunto)<br />
Edificio<br />
Control<br />
HIS<br />
Sala DC<br />
Sala filtros AC<br />
Transformadores<br />
Convertidores<br />
Sala de<br />
Valvulas<br />
9 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
(2) Compon<strong>en</strong>tes principales: Filtros<br />
Estación HVDC<br />
Filtros AC<br />
Sistema AC<br />
Morvedre<br />
Filtro AC-Tipo 1<br />
Filtro AC-Tipo 2<br />
Santa Ponsa<br />
Filtro AC-Tipo 3<br />
Single Tuned (ST)<br />
Double Tuned (DT)<br />
Triple Tuned (TT)<br />
10 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
(2) Compon<strong>en</strong>tes principales: Filtros<br />
11 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
(3) Compon<strong>en</strong>tes principales: Transformador<br />
convertidor<br />
Monofásicos. 2 reserva (uno por<br />
estación conversora)<br />
Tres arrollami<strong>en</strong>tos:<br />
primario: estrella<br />
• secundario: estrella y triángulo<br />
Morvedre<br />
400/V3 / 105/V3 - 105/V3<br />
79/39-39 MVA<br />
Santa Ponsa<br />
220/V3 / 103/V3 - 103/V3<br />
78/39-39 MVA<br />
12 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
(4) Compon<strong>en</strong>tes principales: Válvulas de tiristores<br />
V<strong>en</strong>tajas del tiristor LTT<br />
• Son activados por un pulso de luz directam<strong>en</strong>te <strong>en</strong><br />
vez de un pulso eléctrico (ETT)<br />
•El pulso <strong>en</strong>tra directam<strong>en</strong>te al tiristor evitando<br />
circuitos electrónicos intermedios y alim<strong>en</strong>tación<br />
auxiliar<br />
•Esto provoca mayor disponibilidad y fiabilidad<br />
13 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
(4) Compon<strong>en</strong>tes principales: Válvulas de tiristores<br />
14 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
(5) Compon<strong>en</strong>tes principales: Reactancias<br />
Funciones principales de la Reactancia <strong>en</strong><br />
HVDC<br />
• Evitar resonancia <strong>en</strong> bajas frecu<strong>en</strong>cias, especialm<strong>en</strong>te<br />
<strong>en</strong> el 1er y 2º armónico<br />
The smoothing reactors in the HVDC converter stations have following main duties:<br />
• Limitar los armónicos <strong>en</strong> el cable DC<br />
- avoid resonance at low order harmonics, especially at the 1 st and 2 nd harmonic frequ<strong>en</strong>cy<br />
- limit the harmonics in the DC cable<br />
• Suavizar el rizado de la corri<strong>en</strong>te DC<br />
- smooth out the ripple in the DC curr<strong>en</strong>t, so that the curr<strong>en</strong>t will not get discontinued in the<br />
• Limitar la corri<strong>en</strong>te <strong>en</strong> caso de fallo <strong>en</strong> el circuito DC<br />
whole operating range<br />
- limit curr<strong>en</strong>ts in case of a failure in the DC circuit<br />
La selección del tamaño de la reactancia de cada<br />
The selection of the smoothing reactor size for a HVDC project shall consider all these differ<strong>en</strong>t<br />
proyecto debe considerar todos estos aspectos.<br />
aspects. The following smoothing reactor configuration will be installed at both converter stations:<br />
Para el proyecto Rómulo:<br />
Type Nominal inductance Resistance at rated curr<strong>en</strong>t<br />
Station A Morvedre Air Core 150 mH 0.0723 Ohm<br />
Station B Santa Ponsa Air Core 150 mH 0.0723 Ohm<br />
15 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
(6) Compon<strong>en</strong>tes principales: Equipos DC<br />
Propósito:<br />
Cambiar el camino de retorno<br />
sin interrupción de la corri<strong>en</strong>te<br />
DC – Transferir la corri<strong>en</strong>te<br />
DC del polo al cable del<br />
electrodo y vice versa para las<br />
difer<strong>en</strong>tes configuraciones de<br />
operación<br />
Situación:<br />
Sólo <strong>en</strong> Morvedre (interior)<br />
Arreglo principal:<br />
Interruptor conv<strong>en</strong>cional<br />
unipolar AC<br />
Circuito LC<br />
Pararrayos<br />
Cp<br />
Rp<br />
CB<br />
Lp<br />
Arrester<br />
16 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
INELFE<br />
Cli<strong>en</strong>te<br />
Nombre proyecto<br />
Localización<br />
Pot<strong>en</strong>cia<br />
Tipo de proyecto<br />
Nivel de t<strong>en</strong>sión<br />
Inelfe<br />
Inelfe<br />
Santa Llogaia, <strong>España</strong><br />
Baixas, Francia<br />
2 x 1.000 MW<br />
HVDC PLUS<br />
Cable subterráneo aprox. 60 Km.<br />
320 kV DC<br />
Tipo de<br />
Semiconductor<br />
IGBT<br />
17 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
INELFE<br />
Solución con dos <strong>en</strong>laces paralelos y cuatro cables<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
Alcance de<br />
SIEMENS<br />
=<br />
=<br />
=<br />
=<br />
=<br />
=<br />
Baixas<br />
320kVDC<br />
G ~ G ~<br />
Santa Llogaia<br />
400kVAC<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
=<br />
~<br />
400kVAC<br />
=<br />
=<br />
=<br />
=<br />
=<br />
=<br />
Requerida pot<strong>en</strong>cia activa & reactiva vía tecnología HVDC PLUS<br />
18 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
INELFE Layout<br />
IGBTs<br />
Transformadores<br />
Edificio de<br />
control y<br />
servicios<br />
auxiliares<br />
Sistema de<br />
refrigeración<br />
Parque de<br />
alterna<br />
Terminal de cable y<br />
bobina de alisami<strong>en</strong>to<br />
19 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
Detalles de los convertidores<br />
20 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
Parque de alterna y transformadores convertidores<br />
21 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS<br />
Reactancias<br />
22 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC – Realizados por Siem<strong>en</strong>s<br />
La experi<strong>en</strong>cia de Siem<strong>en</strong>s<br />
2013<br />
Hudson<br />
1977/2004<br />
Nelson River<br />
1984<br />
Poste<br />
Châteauguay<br />
2014<br />
Western Alberta<br />
Transmission Link<br />
1997/2004<br />
Celilo<br />
Sylmar East<br />
2007<br />
Neptune<br />
1987<br />
Virginia Smith<br />
2005<br />
Lamar<br />
Moyle<br />
1981<br />
Acaray<br />
1993<br />
Etz<strong>en</strong>richt<br />
Basslink<br />
198<br />
Dürnrohr<br />
3<br />
1993<br />
Wi<strong>en</strong><br />
Südost<br />
2013<br />
Black Sea<br />
Transmission<br />
Gezhouba-<br />
Nan Qiao<br />
Guizhou-<br />
Guangdong<br />
1995 2008<br />
2014<br />
East DC Link Project<br />
2001<br />
1995<br />
Welsh<br />
2015<br />
Western Link<br />
2011<br />
BritNed<br />
2012<br />
COMETA<br />
2014<br />
2010 EstLink 2<br />
Storebælt<br />
2012<br />
Adani<br />
2010<br />
Ballia-Bhiwadi<br />
2003/2007<br />
East-South<br />
Interconnector<br />
2013<br />
BtB Bangladesh<br />
1975/1998<br />
Cahora Bassa<br />
2001<br />
Thailand-<br />
Malaysia<br />
Siem<strong>en</strong>s lleva con éxito <strong>en</strong> el negocio de HVDC<br />
durante más de 30 años<br />
2006<br />
1989<br />
2004<br />
Guizhou-<br />
Guangdong II<br />
2000<br />
Tiansh<strong>en</strong>gqiao-<br />
Guangzhou<br />
2013<br />
Xiloudu-<br />
Guangdong<br />
2014<br />
Inter Island<br />
Connector Pole 3<br />
23 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
UHV DC – Realizados por Siem<strong>en</strong>s<br />
La experi<strong>en</strong>cia de Siem<strong>en</strong>s<br />
CHINA<br />
2010<br />
Xiangjiaba-<br />
Shanghai<br />
2013<br />
Jinping-Sunan<br />
2013<br />
Nuozhadu-<br />
Guangdong<br />
2009<br />
Yunnan-<br />
Guangdong<br />
24 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
HVDC PLUS – Realizados por Siem<strong>en</strong>s<br />
La experi<strong>en</strong>cia de Siem<strong>en</strong>s<br />
2014<br />
SylWin1<br />
2013<br />
BorWin2<br />
2013<br />
HelWin1<br />
2015<br />
HelWin2<br />
2010<br />
Trans Bay Cable<br />
2013<br />
INELFE<br />
25 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
BorWin2, Alemania, 2013<br />
Cli<strong>en</strong>te<br />
Proyecto<br />
Localización<br />
T<strong>en</strong>neT<br />
BorWin2<br />
Diele, Alemania<br />
Pot<strong>en</strong>cia<br />
Tipo<br />
Nivel de<br />
t<strong>en</strong>sión<br />
Tipo de Semiconductores<br />
800 MW<br />
200 km HVDC PLUS<br />
On-/Offshore Cable<br />
300 kV DC<br />
400 kV/155 kV AC, 50 Hz<br />
IGBT<br />
26 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Copyright © Siem<strong>en</strong>s
¡Gracias!<br />
Schutzvermerk / Copyright-Vermerk<br />
27 12/11/2012 Confid<strong>en</strong>tial – not for Public Disclosure<br />
Power Transmission Copyright and © Siem<strong>en</strong>s Distribution
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