- Paghahatid ng HVDC: Isang Elektroniko na Superhighway sa Bagong Panahon ng Mga Renewable
- Teknolohiya ng Mga Converter ng Converter ng Boltahe (VSC) sa Mga Sistema ng Paghahatid sa HVDC
- Mga pagsulong sa Ultra HVDC (UHVDC) Infrastructure na Nabibigo para sa Renewable Energy Transmission
Ang pangangailangan para sa isang mahusay at may kakayahang umangkop na sistema ng paghahatid ng kuryente ay palaging naramdaman sa mga industriyalisadong ekonomiya ngayon. Mayroong isang bilang ng mga pagpipilian na magagamit sa mga tagagawa ng patakaran at komersyal na entity, na may mataas na boltahe na kasalukuyang kasalukuyang (HVDC) na mga sistema ng paghahatid na umuusbong bilang isang posible na mekanismo ng pamamahala ng enerhiya.
Ang pagpapaunlad ng teknolohiyang HVDC ay nagpapahiwatig ng pagbabago sa dagat sa paraan ng paghahatid ng kuryente sa malalayong distansya, dahil nag-aalok ito ng maraming mga benepisyo sa mga alternating kasalukuyang (AC) transmission system. Ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC ay nag- aalok ng mga kalamangan sa mga tuntunin ng mas mababang mga emisyon at pagtipid sa gastos, kapag na-deploy ang overhead para sa mahabang distansya at sa ilalim ng lupa o sa ilalim ng tubig para sa maikling distansya.
Sa pamamagitan ng pag-aalok ng pinakamataas na pansamantalang kahusayan at mas mababang pagkawala ng kuryente, hindi alintana ang distansya na naglalakbay ang kuryente, ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC ay lumilikha ng isang makabuluhang potensyal para sa paghahatid ng kuryente sa mga malalayong distansya, tulad ng mga isla, at kahit na mga kontinente. Ang mga pagsulong sa mga teknolohiya ng HVDC ay nagbibigay daan para sa mga nababagong sistema ng kuryente, na nangangahulugang positibong mga prospect sa hinaharap ng merkado ng sistema ng paghahatid ng HVDC, na nagkakahalaga ng halos US $ 7.4 bilyon noong 2018.
Paghahatid ng HVDC: Isang Elektroniko na Superhighway sa Bagong Panahon ng Mga Renewable
Ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC ay umuusbong bilang batayan kung saan ang bagong sistema ng enerhiya batay sa nababagong mga mapagkukunan ay binuo at ipinatutupad. Ang mga nababagong sistema ng enerhiya, tulad ng mga proyekto sa solar at lakas ng kuryente, ay madalas na pabagu-bago ng isip at matatagpuan sa mga liblib na lugar. Ang patuloy na umuusbong na teknolohiya ng HVDC ay nakakakuha ng lupa sa bagong ekonomiya ng enerhiya na may matagal na paghahatid ng mga linya ng paghahatid ng HVDC na maaaring magdala ng lakas na may pinakamataas na kahusayan at pinakamaliit na pagkalugi.
Ang mga linya ng HVDC ay nagiging "mga superhighway ng kuryente", na nagpapabilis sa hinaharap ng mga nababagong sistema ng pagbuo ng kuryente sa tatlong paraan-magkakaugnay na mga umiiral na mga planta ng kuryente, pagbuo ng mga bagong solar power station, at pagsasama ng mga proyekto sa enerhiya ng hangin sa malayo. Ang mga semiconductor ng kuryente, mga cable na may mataas na boltahe, at mga converter ay kabilang sa mga pangunahing sangkap ng teknolohiya ng HVDC, na nagdudulot ng mga natatanging tampok sa modernong direktang kasalukuyang (DC) transmission system.
Ang mga pangangailangan para sa pagbuo ng mga bagong istasyon ng kuryente ay maaaring ipagpaliban sa paglalagay ng mga sistema ng paghahatid ng HVDC, dahil nakikipag-ugnay ito sa iba't ibang mga sistema ng kuryente upang gumana nang mas mahusay. Ang bagong sistema ng kuryente ay maaaring makamit ang higit na pang-ekonomiyang at mga nakamit sa kapaligiran na nagmumula sa malaking mapagkukunang hydroelectric, na pumapalit sa mga sistemang pagbuo ng thermal sa tradisyunal na mga sistema ng kuryente sa pamamagitan ng mga linya ng paghahatid ng HVDC.
Ang paghahatid ng HVDC ay naging power superhighway para sa malakihang pagsasama ng mga nababagong mapagkukunan ng kuryente upang mag-alok ng magkakaugnay na grids, na maaasahan at sapat na kakayahang umangkop upang tugunan ang mga hamon ng bagong nababagong ekonomiya sa enerhiya. Ang mga grd ng paghahatid ng HVDC ay nagbibigay-daan sa pagbalanse ng pag-load sa pagitan ng mga superhighway ng kuryente ng HVDC at pagbabahagi ng mga linya at istasyon ng converter sa mga solar na proyekto at mga istasyon ng kuryente sa labas ng dagat. Sa gayon, ang pag-deploy ng mga sistema ng paghahatid ng HVDC ay isinasaalang-alang bilang isang mabubuhay na paraan upang magbigay ng kalabisan at pagiging maaasahan sa mga naturang network ng kuryente.
Bilang karagdagan, nag-aalok din ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC ng mga magagawa na solusyon sa umiiral na mga hamon na tama sa daan. Ang isang sistema ng paghahatid ng HVDC na naka-deploy sa overhead ay maaaring patunayan na mas maaasahan kaysa sa isang dalawahan ng circuit AC transmission line. Ang isang imprastraktura ng HVDC ay maaaring mapabuti ang kahusayan ng lumilipas na kuryente sa pamamagitan ng paggamit ng mga naka-insulated na mga kable ng HVDC sa mga aplikasyon sa ilalim ng lupa at subsea, na maaaring mapabilis ang mga proseso ng pinahihintulutang daan. Bukod dito, ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC ay maaari ding mai-install na katabi ng o sa mayroon nang mga linya ng AC, na binabawasan ang mga pangangailangan para sa tamang paggamit ng lupa.
Teknolohiya ng Mga Converter ng Converter ng Boltahe (VSC) sa Mga Sistema ng Paghahatid sa HVDC
Ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC ay gumagamit ng kasalukuyang-mapagkukunan, mga converter na binago ng linya (LCC), na nangangailangan ng reaktibong lakas mula sa mga serye ng capacitor, shunt bank, o mga filter upang mapatakbo. Gayunpaman, ang isang maginoo na sistema ng paghahatid ng HVDC ay nabigo upang mag-alok ng pabagu-bagong suporta sa boltahe sa AC network at kontrolin ang boltahe ng system sa ilalim ng isang katanggap-tanggap na saklaw, sa loob ng nais na pagpapaubaya. Dahil dito, ang mga converter ng supply ng boltahe ay ginagamit sa maginoo na mga sistema ng paghahatid ng HVDC, hindi lamang upang makapagbigay ng regulasyon ng pabagu-bago ng boltahe sa AC network kundi pati na rin upang makontrol ang daloy ng kuryente sa system.
Ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC batay sa teknolohiya ng VSC ay maaaring mag-alok ng independiyenteng kontrol ng parehong aktibo at reaktibong kapangyarihan na walang pagkabigo sa pag-commute. Ang paglipat ng mga valves ng IGBT sa paghahatid ng VDD na batay sa VSC ay sumusunod sa isang modulo ng lapad ng pulso (PWM), na nagpapahintulot sa system na ayusin ang anggulo ng phase at amplitude ng converter AC output voltage na may pare-pareho na boltahe ng DC
Bilang karagdagan, ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC na nakabatay sa VSC ay binubuo ng dalawang independyenteng control at protection system, na binubuo ng mga digital signal processors at microcontrollers, at nag-aalok ng kalabisan upang matiyak ang mataas na pagiging maaasahan. Ang mga nasabing tampok ay maiugnay sa pagkahilig ng mga end-user patungo sa teknolohiya ng VSC sa teknolohiya ng LCC sa mga sistema ng paghahatid ng HVDC.
Ang mga sistema ng HVDC na nakabatay sa VSC ay lumalaki sa katanyagan sa merkado ng sistema ng paghahatid ng HVDC, na may higit sa 55% ng bahagi ng kita ng merkado. Ang teknolohiyang paghahatid na batay sa VSC ay dumating sa edad para sa maginoo na mga sistema ng paghahatid ng HVDC, sa kabila ng pagiging isang medyo pinakamahal na pagpipilian para sa mas mataas na na-rate na mga aplikasyon ng paghahatid.
Ang mga nangungunang kumpanya sa merkado ng sistema ng paghahatid ng HVDC ay nagpapalakas ng pag-aampon ng teknolohiya ng VSC upang mapahusay ang pagiging maaasahan ng paghahatid ng HVDC sa mga nababagong proyekto sa enerhiya na ipinatupad sa buong mundo. Halimbawa, ang Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation - isang nangungunang tagagawa ng Hapon ng mga sistema ng pagbuo ng kuryente - ay inihayag ang pag-install ng isang VSC na nakabatay sa VDC na link sa paghahatid na kumokonekta sa Japanese mainland (Honshu) sa hilagang isla ng Hokkaido, noong Marso 2019. Ang kumpanya inihayag na ito ang kauna-unahang VSC-based na sistema ng HVDC na tumitiyak sa 600 MW ng kapasidad ng magkakaugnay sa lahat ng oras.
Noong Abril 2019, ang ABB Group - isang multinasyunal na korporasyon ng Switzerland na nagpapatakbo sa kapangyarihan, mabibigat na kagamitan sa kuryente, at mga segment ng teknolohiya ng awtomatiko - ay inihayag na nagtatag ito ng isang pinagsamang pakikipagsapalaran sa Hitachi, Ltd. -based na sistema ng paghahatid ng HVSC para sa Higashi-Shimizu substation sa bansang Hapon. Inihayag ng kumpanya na ang mga sistema ng paghahatid ng HVDC na nakabatay sa VSC ay magsasama ng dalawang mga converter ng VSC (bawat isa sa 300,000 kW), at itatayo ng Hitachi ang system, na bubuuin ng mga transformer ng Hitachi converter at isang converter ng ABB HVDC na may Control and Protection System.
Mga pagsulong sa Ultra HVDC (UHVDC) Infrastructure na Nabibigo para sa Renewable Energy Transmission
Ang pagbuo ng isang sistema ng paghahatid ng UHVDC ay isa sa pinakabagong pagsulong sa teknolohiya ng paghahatid ng HVDC, na nagpapahintulot sa paghahatid ng boltahe ng DC na hindi bababa sa 800 kV; isang maginoo na sistema ng paghahatid ng HVDC sa pangkalahatan ay gumagamit ng mga voltages sa pagitan ng 100 kV hanggang 600 kV. Habang ang bagong ekonomiya ng pandaigdigang enerhiya ay unti-unting gumagalaw patungo sa mga Continental-scale power grids, ang mga sistema ng paghahatid ng UHVDC ay malamang na makakuha ng napakalawak na kahalagahan sa buong mundo.
Ang mga nabuong rehiyon ay kabilang sa mga pinaka-kanais-nais na merkado para sa mga sistema ng paghahatid ng UHVDC, dahil ang mga maunlad na bansa ay bumubuo ng malaking halaga ng nababagong enerhiya. Ang Hilagang Amerika at Europa ay kabilang sa pinakamalaking merkado para sa mga sistema ng paghahatid ng HVDC, tulad ng namamahala na mga katawan sa mga rehiyon na ito ay namumuhunan nang husto upang paunlarin ang mga imprastraktura ng HVDC upang matugunan ang kanilang mga layunin sa klima.
Ang United Kingdom ay kabilang sa mga nangungunang mga bansa sa Europa na nagpatupad ng mga sistema ng paghahatid ng HVDC. Ang UK ay nagbabahagi ng mga link ng HVDC sa maraming mga kalapit na bansa, kabilang ang Norway, Ireland, France, at Holland. Bilang karagdagan, ang Estados Unidos ay nagpapalakas ng mga pamumuhunan sa malinis na pagbuo ng enerhiya, at ang pag-aampon ng paghahatid ng HVDC ay tumataas nang mabilis sa bansa. Ang patuloy na lumalawak na interstate network ng mga superhighway system ng kuryente sa US ay ginagawang Hilagang Amerika ang pinakamalaking merkado para sa sistema ng paghahatid ng HVDC, na may halos isang-kapat na bahagi ng kita ng pandaigdigang merkado.
Gayunpaman, ang isang tumataas na bilang ng mga umuusbong na ekonomiya ay nagpapakita ng maaasahang paglaki sa nababagong henerasyon ng enerhiya sa pagbuo ng mga hydropower station at mga proyekto ng lakas ng hangin. Ang mga umuunlad na bansa ay tahanan ng malalaking proyekto sa solar at hangin na enerhiya, at ang mga sistema ng paghahatid ng UHVDC ay pinagtibay upang matugunan ang lumalaking pangangailangan ng kuryente sa mga bansang ito.
Ang Tsina ay naging isa sa mga nangungunang bansa sa mundo na unang nagpatibay ng isang sistema ng paghahatid ng UHVDC. Noong 2010, ang unang linya ng paghahatid ng UHVDC sa buong mundo ay itinayo ng ABB Group sa pagitan ng Shanghai at Xiangjiaba sa Tsina na may rating ng lakas na 6.4 GW at isang kabuuang haba na humigit-kumulang na 1,907 km. Pagsapit ng 2017, namuhunan ang bansa ng higit sa 400 bilyong yuan (US $ 57 bilyon) upang paunlarin ang hindi bababa sa 21 bagong mga linya ng paghahatid ng UHVDC sa bansa.
General Electric Company (GE) - isang American multinational conglomerate –nagkaloob ng unang 1,500 MW phase ng dalawang-phase na sistema ng paghahatid ng kuryente ng HVDC sa Chhattisgarh, India, noong 2017. Ang Power Grid Corporation ng India Limited - isang kagamitan na ginagamit ng estado ng kuryente kumpanya - namuhunan ng higit sa 6,300 crore INR sa proyekto. Inihayag ng Power Ministry na ang kakayahan sa proyekto ay karagdagang na-upgrade sa 6,000 MW na may pamumuhunan na higit sa 5,200 crore INR, noong Disyembre 2018. Inanunsyo ng GE na ito ang unang proyekto ng UHVDC ng kumpanya sa India pati na rin sa mundo, na kung saan ay isang 1,287 km enerhiya superhighway na may nagpapadala ng lakas ng hanggang sa 3,000 MW.
Sa pagtaas ng pag-aampon ng mga sistema ng paghahatid ng UHVDC sa mga umuusbong na ekonomiya, tulad ng Tsina at India, ang rehiyon ng Asya Pasipiko (hindi kasama ang Japan) ay umuusbong bilang isang mataas na merkado para sa mga sistema ng paghahatid ng HVDC. Ang mga uso sa hinaharap sa sektor ng paghahatid ng kuryente at pamamahagi (T&D) na sektor ay lubos na naiimpluwensyahan ng paghahalo ng mga nababagong mapagkukunan ng kuryente.
Ang pagdaragdag ng pamumuhunan sa sektor ng T&D ay magpapalakas sa nababagong enerhiya na pagbuo sa mga darating na taon. Dahil dito, mag-uudyok sa pandaigdigang pag-aampon ng mga sistema ng paghahatid ng HVDC bilang isang nababaluktot at matipid na solusyon para sa pamamahala ng mga bagong hamon sa pagbuo ng enerhiya at pagsasama ng mga nababagong mapagkukunan sa mga darating na taon.