(Drehstrom/Gleichstrom)
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- Wilfried Baum
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1 Die Planung der Stromtrasse Wahle Mecklar Delligsen, 7. April 2010, Prof. Dr. Jochen Kreusel Technische Aspekte der Erdkabelverlegung von Höchstspannungsleitungen (Drehstrom/Gleichstrom) DUH_Delligsen_ ppt PMS 1
2 Alternativen zur Übertragung elektrischer Energie Drehstrom Übertragungsnetz der UCTE Vorteile Spannungstransformation Stromunterbrechung Einfache elektro-mechanische Energieumwandlung Frequenz als systemweite Führungsgröße Vermaschbarkeit Grenzen Weiträumige Energieübertragung Kabel bereits bei Entfernungen < 100 km wegen Blindleistungsbedarfs technisch schwierig Bis heute das System der Wahl für Europa DUH_Delligsen_ ppt PMS 2
3 Alternativen zur Übertragung elektrischer Energie Drehstrom-Kabel Generell Kabeltechnik prinzipiell erprobt aber nicht unter allen Umgebungsbedingungen Leistung heute bis rund MVA Hoher Blindleistungsbedarf erfordert ggf. Kompensationseinrichtungen Problem wächst mit Erhöhung der Spannung deshalb 400 kv wesentlich schwieriger als 110 kv deshalb bisher kein 400-kV-System mit großer Länge (> 50 km) Cross-Bonding nach einigen Kilometern DUH_Delligsen_ ppt PMS 3
4 Alternativen zur Übertragung elektrischer Energie Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) Vorteile Geringe Verluste (Gleichstrom) Geringer Flächenbedarf Keine Längenbeschränkung Kabel über große Entfernung einsetzbar, da kein Blindleistungsbedarf HGÜ-Projekte von ABB in Asien Nachteile: Basiskosten für Umrichterstationen erst bei größeren Entfernungen wirtschaftlich interessant (auf See: ab ca. 80 km, auf Land ab mehreren 100 km) Punkt-zu-Punkt-Verbindung (selbstgeführte HGÜ vermaschbar) HGÜ-Projekte von ABB in Europa Die bewährte Lösung für Ferntransporte und Seekabelverbindungen DUH_Delligsen_ ppt PMS 4
5 Was ist Hochspannungs-Gleichstromübertragung? Prinzipieller Aufbau HGÜ-Umrichter Drehstrom Drehstrom Gleichstrom HGÜ-Umrichter DUH_Delligsen_ ppt PMS 5
6 HGÜ-Technologien HVDC Classic MW (2.000 MW) Thyristor-Technologie typisches Design: Ventilgebäude und Außenanlage für Filter und Schaltanlage Freileitung oder ölisolierte Kabel stufenweise Blindleistungsbereitstellung 600 MW, 200 x 120 x 22 m Fernübertragung großer Leistungen, Kopplung asynchroner Netze HVDC Light MW IGBT-Technologie typisches Design: Gesamtanlage (außer Transformatoren) in einem Gebäude VPE-Kabel oder Freileitung kontinuierl. Blindleistungsbereitstellung dynamische Spannungsregelung Schwarzstartfähigkeit 550 MW, 120 x 50 x 11 m Vielfältige Anwendungen DUH_Delligsen_ ppt PMS 6
7 Entwicklung der HGÜ-Technologien Classic MW Light MW Classic kv Light kv Inbetriebnahmejahr HVDC-Light -Systeme seit 1997 in Betrieb Seit Mitte der 90er-Jahre schnelle Entwicklung wegen der Anforderungen der aufstrebenden Märkte (HVDC Classic) and Europas/USA (HVDC Light ) DUH_Delligsen_ ppt PMS 7
8 Hochspannungs-Gleichstromübertragung Anwendungsgebiete HVDC Classic Punkt-zu-Punkt-Übertragung großer Leistungen über sehr große Entfernungen Seekabelverbindungen (> 100 km) Verbindung starker, asynchroner Netze mit hoher Leistung HVDC Light Punkt-zu-Punkt-Übertragungen kleiner bis mittlerer Leistungen über große Entfernungen Verbindung mehrerer (weniger) Einspeisepunkte, beispielsweise zur gezielten Entlastung eines Drehstrom-Übertragungsnetzes Geeignet für die Einbindung in schwache Netze oder zur Versorgung von Lasten (z.b. Offshore-Plattform) Sinnvolle Einsetzbarkeit in jedem Fall abhängig von Projektspezifika und nicht verallgemeinerbar! DUH_Delligsen_ ppt PMS 8
9 HVDC Light Projektbeispiele eine Auswahl DUH_Delligsen_ ppt PMS 9
10 Gotland - Schweden 1953: erste HGÜ 1999: erste HVDC Light Leistung: 50 MW Länge: 70 km Inbetriebnahme 1999 Anforderungen zusätzliche Windenenergie, 90 MW minimale Umweltbeeinträchtigung HVDC Classic HVDC Light 65 MVA Vorteile Spannungsregelung für Windkraftanlagen erhöhte Übertragungsleistung der parallelen Drehstromleitung Verlustreduktion auf der gesamten Insel durch verbesserte Spannungsregelung 65 MVA DUH_Delligsen_ ppt PMS 10
11 Cross Sound - USA Leistung: 330 MW Länge 40 km Inbetriebnahme: 2003 Anforderungen Erhöhung der Versorgungssicherheit in Connecticut/Long Island Verbindung von Strommärkten Vorteile keine Netzverstärkungen im Konverterumfeld erforderlich Verbesserung der Versorgungssicherheit durch kontinuierliche Spannungs- und Blindleistungsregelung geringer Platzbedarf DUH_Delligsen_ ppt PMS 11
12 Murraylink - Australien Die längste Landkabelverbindung der Welt Leistung: 220 MW Länge: 160 km Inbetriebnahme: 2002 Verbindung der Netze von Victoria und Süd-Australien Erfahrungen über 400 Kabelmuffen (150 kv) seit über sechs Jahren in Betrieb keine Ausfälle Verfügbarkeit über 98,5 % (einschließlich geplanter Wartung!) DUH_Delligsen_ ppt PMS 12
13 BorWin Alpha Deutschland Die erste großtechnische HGÜ-Windparkanbindung der Welt Leistung: 400 MW (1. Phase) Länge: 128 km Seekabel, 75 km Landkabel Betriebsbereit 10/2009 Anforderungen schlüsselfertige Lieferung der Windparkanbindung Einbindung in das Übertragungsnetz entsprechend den Anforderungen des Übertragungsnetzbetreibers kurze Lieferzeit DUH_Delligsen_ ppt PMS 13 Vorteile modulares Erweiterungskonzept
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