Energieübertragung Windparks

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1 Kurt Detroy, ABB Mannheim, Grid Systems, Marketing & Sales Sächsische Energieagentur SAENA GmbH, Dresden, 21. November 2011 HVDC Technologie Energieübertragung Windparks December 21, 2011 Slide 1

2 Anbindung von BorWin1 an das deutsche Stromnetz Weltweit erste Offshore-Gleichstromanbindung December 21, 2011 Slide 2

3 Offshore Wind Farm Projects in the North Sea kurz vor Vergabe OWP und Trasse gen. OWP genehmigt OWP beantragt OWP-Projekt ruht Borkum 2nd row 24 Borkum 1st row Helgoland 2nd row Helgoland 1st row ALPHA VENTUS / DOTI 2 Amrumbank West 3 Austerngrund 4 Bard Offshore I 5 Borkum Riffgat 6 Borkum Riffgrund I 7 Borkum Riffgrund II 8 Borkum Riffgrund West 9 Butendiek 10 Dan-Tysk 11 Deutsche Bucht 12 GlobalTech I 13 Gode Wind 14 Hochsee Windpark Nordsee 15 Hochsee WP "He dreiht" 16 Meerwind Ost 17 Meerwind Süd 18 Nordergründe 19 Nördlicher Grund 20 Nordsee-Ost (Amrumbank) 21 North Sea Windpower 22 Sandbank Uthland 24 Ventotec Nord 1 25 Ventotec Nord 2 26 Weiße Bank December 21, 2011 Slide 3

4 Die Netzbetreiber Die Energieautobahnen December 21, 2011 Slide 4

5 Anbindung von BorWin1 an das deutsche Stromnetz Leistung: 400 MW Länge: ca. 200 km (128 km See- / 75 km Landkabel) Erste Gleichstromanbindung eines Offshore-Windparks in Deutschland mit HVDC Light Betriebsbereit: 4. Quartal 2009 In Rekordzeit von 26 Monaten unter schwierigsten Bedingungen auf dem offenen Meer fertig gestellt Foto unten: Zur Verfügung gestellt von TenneT December 21, 2011 Slide 5

6 AC / DC Netzanbindungen Konverter Plattform Windpark MS Kabel AC Offshore Substations AC Seekabel HVDC Light Seekabel Substations December 21, 2011 Slide 6

7 Kabeltrasse 121 km See Kabel 8,4 km Querung von Norderney 75 km Erdkabel bis zur Einspeisung landseitig DC Seekabel December 21, 2011 Slide 7

8 System Design Offshore Wind Farm 1 mit Plattform 1 Wind Offshore Farm n Plattform n 30kV Kabel 155 kv Offshore AC 30kV Kabel Konverter Plattform DC Link December 21, 2011 Slide 8 HV GIS Offshore 150 kv DC Offshore/Onshore Terminal Substation

9 Plattform-Layout Transformatoren AC Bereich Glättungsdrosseln GIS Dieselgenerator Topside Länge: 50 m Breite: 33,5m Höhe: 22 m Gewicht: 3000 t DC Bereich Ventilraum Jacket Höhe: 62 m Gewicht:1500 t December 21, 2011 Slide 9

10 Welding works on floor frame December 21, 2011 Slide 10

11 Einbau der elektrotechnischen Ausrüstung in der Werft Foto links oben: Trafo-Montage Foto rechts oben: GIS Halle Besonderheiten gegenüber Landstationen Tragfähigkeit des Unterbodens Gewicht der Anlage und Center of Gravity Einbringung der Anlage / Platzbedarf Enge Räumlichkeiten December 21, 2011 Slide 11

12 GIS auf der Plattform in der Werft December 21, 2011 Slide 12

13 BorWin1 Transport der Plattform an ihren Standort Foto rechts oben: Auf Tiefladern verlässt die Plattform die Werfthalle Foto links oben: Verladung von Plattform und Sockel Foto links unten: Transport auf See Foto rechts unten: Der Schubleichter mit Plattform und Sockel neben THIALF, einem der größten Schwimmkräne der Welt December 21, 2011 Slide 13

14 Transport der Plattform zum Standort December 21, 2011 Slide 14

15 Installation der Plattform an Ihrem Standort December 21, 2011 Slide 15

16 Installation der Plattform an Ihrem Standort Besonderheiten gegenüber Landstationen Korrosion / während des Transports nicht klimatisiert Absenkung des Gas Drucks während des Transports Belastung der Anlage durch Shocks December 21, 2011 Slide 16

17 Transport von Werkzeugen und Ersatzteilen Offshore bei Reparaturen Hohe Kosten Schnell Geringes Transportgewicht Kleine Abmaße Wetterabhängig Lange Anfahrt Kranführer erforderlich Große und schwere Einheiten Wetterabhängig Auswahl eines geeigneten Schiffes December 21, 2011 Slide 17

18 Beispiel: Transport eines 155 kv Spannungswandlers December 21, 2011 Slide 18

19 Land cable trenching December 21, 2011 Slide 19

20 Cables in place December 21, 2011 Slide 20

21 System Design Offshore Wind Farm 1 mit Plattform 1 Wind Offshore Farm n Plattform n 30kV Kabel 155 kv Offshore AC 30kV Kabel Konverter Plattform DC Link December 21, 2011 Slide 21 HV GIS Offshore 150 kv DC Offshore/Onshore Terminal Substation

22 Funktionsweise Konverter (Thyristor) Grundprinzip Jeweils gleichzeitige Zündung von n 1 und n 3 sowie n 2 und n 4 Abstand zwischen Zündungen: Idealisierte Bedingungen L d : I d ist konstant Wechselstromnetz ist Innenwiderstandsfrei Regelung Mittelwert der Gleichspannung kann durch verändert werden December 21, 2011 Slide 22

23 Funktionsweise Konverter (Thyristor) December 21, 2011 Slide 23

24 AC / DC Konverter, Off/ Onshore Neue Technologie: IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor Vorteil: Besser regelbar, Schaltfolge bis zu 2000 Hz December 21, 2011 Slide 24

25 December 21, 2011 Slide 25

26 Kaskadierung December 21, 2011 Slide 26

27 Netzanbindung, Abschaltvorgaben December 21, 2011 Slide 27

28 HVDC Transmission, everybody is happy December 21, 2011 Slide 28

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