Augstas sprieguma līdzstrāvas (HVDC) pārraides izmaksu analīze

УПРАВЛЕНИЕ ВСЕГО! Corsair iCUE ✓ COMPUTEX 2018 (Maijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

HVDC izmaksu analīze - Augstsprieguma tiešā strāva (uz foto: pastāvīga sprieguma 600 kV DC pārraides līnija ar 2400 kilometriem, kas uzbūvēta Brazīlijā 2012. gadā, izmantojot IVOLINES caur Flickr)

Tēmas apsprieda

  • Ievads HVDC
  • HVDC izmaksu struktūra

    • Cenu aprēķinos izdarītie pieņēmumi

      • Tiristora bāzes HVDC sistēma pret augstsprieguma maiņstrāvas sistēmu
      • VSC balstīta HVDC sistēma pret maiņstrāvas sistēmu vai vietējās ražošanas avotu
    • Salīdzinošā informācija par izmaksām

Sāksim ar ievadu!

Tajā ir norādīta sistēma, ko izmanto, lai pārsūtītu vai mainītu elektroenerģiju, izmantojot tiešo strāvu.

HVDC pārraide tiek plaši atzīta par izdevīgu liela apjoma piegādei lielos attālumos, asinhroniem starpsavienojumiem un ilgu zemūdens kabeļu krustojumiem.

HVDC tiek izmantots, lai elektroenerģiju ilgstoši vai ļoti tālu izvadītu ar gaisvadu elektropārvades līnijām vai zemūdens kabeļiem, jo ​​tad tā kļūst ekonomiski pievilcīga nekā parastās maiņstrāvas elektropārvades līnijas.

Salīdzinošās HVDC un maiņstrāvas pārvades izmaksas

HVDC sistēmā elektroenerģiju ņem no trīsfāzu maiņstrāvas tīkla sistēmas, kas konvertē uz DC pārveidošanas stacijā, ko uztverošajā galā pārraida ar līdzstrāvas kabeli vai DC gaisvadu līniju, un pēc tam pārveido atpakaļ uz maiņstrāvu citā pārveidotāja stacijā un injicēts, lai saņemtu gala AC tīkla sistēmu.

HVDC pārveidotāja stacija izmanto tiristora vārstus, lai veiktu pārveidošanu no maiņstrāvas līdz DC un otrādi. Vārsti parasti tiek sakārtoti kā 12 impulsu pārveidotājs. Vārsti ir pievienoti maiņstrāvas sistēmai, izmantojot pārveidotāju transformatorus.

12 impulsu pārveidotājs maiņstrāvas sienā ražo nepāra harmonikas strāvu ( h = np ± 1 ), ti, 11., 13., 23., 25., 35., 37. un tā tālāk.

.

Šīs harmonikas nevar piekļūt AC tīklu sistēmai, nodrošinot AC harmonikas filtrus.

12 impulsu pārveidotājs

I dc = (V 1 - V 2 ) / R

12 impulsu pārveidotājs rada pat harmoniskas strāvas DC pusē, ti, 12., 24., 36. Šiem pat harmonikas neļauj ievadīt DC gaisvadu, nodrošinot DC filtrus.

Lai samazinātu pulsāciju līdzstrāvai, pastāvīgi tiek uzstādīts liels izlīdzināšanas reaktors. Šis lielais izlīdzināšanas reaktors filtrē arī šīs harmonikas. Tomēr par zemūdens kabeļa lietošanu DC gaisvadu līnijas vietā DC filtri nav vajadzīgi.

HVDC saite ir divas taisngrieža / invertora stacijas, kuras savieno ar gaisvadu vai līdzstrāvas kabeļiem. Bipolārā HVDC līnija izmanto tikai divus izolētus vadītāju komplektus, nevis trīs. Tas izraisa sašaurinātas tiesības uz ceļu, mazākiem pārvades torņiem.

Dotā kabeļu vadītāja zonas līnijas zudumi ar HVDC kabeļiem ir aptuveni 50% no šiem maiņstrāvas kabeļiem. Tas ir saistīts ar maiņstrāvas kabeļiem, kam nepieciešams vairāk vadītāju, ti, trīs fāzes, kas pārvadā reaktīvo komponentu strāvas, ādas efektu un izraisa strāvu kabeļu apvalkā un bruņās.

Pārraides jauda DC līnijās prasa mazāk vadītāju (ti, 2 vadītāji, viens ir pozitīvs, bet otrs - negatīvs).

Salīdzinot HVDC un HVAC

Atgriezieties pie tēmām ↑

HVDC izmaksu struktūra

HVDC pārvades sistēmas izmaksas ir atkarīgas no daudziem faktoriem, piemēram:

  • Pārraida jaudas jauda
  • Pārraides vides tips
  • Vides apstākļi un
  • Citas drošības, normatīvās prasības utt.

Pat tad, ja tie ir pieejami, optimāla dizaina varianti (dažādi komutācijas paņēmieni, dažādi filtri, transformatori utt.) Padara par grūti aprēķināt HVDC sistēmas izmaksu skaitli.

Tomēr pārveidotāju staciju tipiska izmaksu struktūra varētu būt šāda:

HVDC izmaksu struktūra

Kā vadlīnijas turpmāk ir sniegts piemērs, kas parāda AC maiņas cenu izmaiņas, salīdzinot ar HVDC pārraidi 2000 MW .

HVDC un HVAC cenu mainība

Atgriezieties pie tēmām ↑

Cenu aprēķinos izdarītie pieņēmumi

Attiecībā uz maiņstrāvas pārvade tiek pieņemts divkāršs ķēde ar cenu par vienu km 250 kvadrātmetru / km (katra), AC apakšstacijas un sērijas kompensācija (virs 600 km) tiek lēstas 80 MUSD .

HVDC pārraidei tika pieņemta bipolārā OH līnija ar cenu par vienu km 250 kvadrātmetru / km, pārveidotāju stacijas tiek novērtētas 250 MUSD .

Lai iepazītos ar izmaksām un alternatīvām, vispirms ir ieteicams sazināties ar ražotāju. Ražotājiem jāspēj piešķirt budžeta cenu, pamatojoties uz dažiem datiem, piemēram, nominālo jaudu, pārvades attālumu, pārvades veidu, sprieguma līmeni maiņstrāvas tīklā, kur konvertētāji tiks savienoti.

DC pārraides sprieguma līmeņa izvēlei ir tieša ietekme uz kopējām uzstādīšanas izmaksām. Projektēšanas stadijā tiek veikta optimizācija, noskaidrojot optimālo DC spriegumu no investīciju un zaudējumu viedokļa.

Zaudējumu izmaksas ir arī ļoti svarīgas - zaudējumu novērtēšanā jāņem vērā enerģijas izmaksas un pārraides izmantošanas laika grafiks.

Visbeidzot, jāņem vērā nolietojuma periods un vēlamā peļņas norma (vai diskonta likme). Tāpēc, lai novērtētu HVDC sistēmas izmaksas, ir ieteicams veikt aprites cikla izmaksu analīzi.

Lai izceltu izmaksu salīdzinājumu starp augstsprieguma maiņstrāvas un HVDC sistēmām, ir vajadzīgi divi dažādi salīdzinājumi:

  1. Viens no tiem ir starp tiristoru balstītām HVDC sistēmām un augstsprieguma maiņstrāvas pārvades sistēmu; UN
  2. Cits starp VSC balstītu HVDC sistēmu; maiņstrāvas sistēma un vietējās ražošanas avots.

Atgriezieties pie tēmām ↑

Tiristora bāzes HVDC sistēma pret augstsprieguma maiņstrāvas sistēmu

HVDC pārveidotāju staciju ieguldījumu izmaksas ir augstākas nekā augstās sprieguma maiņstrāvas apakšstacijās. No otras puses, izmaksas par pārvades vidēm (gaisvadu līnijas un kabeļi), zemes iegādi / tiesībām uz ceļu izmaksas ir zemākas HVDC lietā.

Turklāt ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas HVDC gadījumā ir zemākas. Sākotnējie zudumi HVDC sistēmā ir augstāki, taču tie neatšķiras no attāluma. Turpretī zaudējumu līmeņi palielinās ar attālumu augstsprieguma maiņstrāvas sistēmā.

Turpmākajā attēlā redzams izmaksu sadalījums (parādīts ar zaudējumiem un bez tiem):

HVDC izmaksu dalījums

Trūkuma attālums ir atkarīgs no vairākiem faktoriem, piemēram, pārvades vide (kabelis vai OH līnija), dažādi vietējie aspekti (atļaujas, vietējās darba izmaksas utt.). Salīdzinot augstsprieguma maiņstrāvu ar HVDC pārraidi, ir svarīgi salīdzināt bipolāro HVDC pārraidi ar divkāršu ķēdes augstfrekvences pārveidošanu, it īpaši, ja tiek apsvērta pieejamība un uzticamība.

VSC balstīta HVDC sistēma pret maiņstrāvas sistēmu vai vietējās ražošanas avotu

VSC balstītas HVDC sistēmas apmierina mazu enerģijas patēriņu (līdz 200 MW) un relatīvi īsākos attālumus (simts km) no jaudas pārraides spektra segmenta.

Zemāk redzamajā diagrammā redzams, ka VSC balstītā HVDC sistēma ir labāka alternatīva ekonomiski, salīdzinot ar augstsprieguma maiņstrāvas sistēmu vai vietni apkures centram (piemēram, dīzeļa ģeneratoram).

VSC balstītā HVDC sistēma ir labāka alternatīva ekonomiski

Kā vadlīnijas, zemāk parādīts cenu piemērs 50 MW VSC pārraidei ar zemes kabeli:

Cenas piemērs 50 MW VSC pārraidei

Atgriezieties pie tēmām ↑

Salīdzinošā informācija par izmaksām

Tomēr rentabilitātes attāluma un jaudas pārneses līmeņa kritēriji un salīdzinošā informācija par izmaksām ir jāveic pareizā skatījumā šādu iemeslu dēļ:

1. Saglabājiet vidi

Pašreizējā (un nākotnē) liberalizēto konkurētspējīgo tirgu nozares vide un pastiprināti centieni vides saglabāšanā. Šādā vidē pārvades sistēmas alternatīva ir in situ gāzveida kurināmā kombinētā cikla spēkstacija, kas nav obligāti iespēja starp maiņstrāvas pārvadi un HVDC.

2. Sistēmas cenas

Otrkārt, gan maiņstrāvas, gan HVDC sistēmas cenas ir mainījušās pat noteiktā enerģijas pārneses līmenī. Piemēram, HVDC sistēmai ar jaudas padeves jaudu 600 MW ir radušies vairāki dažādi projekta izmaksu līmeņi.

Tāpēc tas nozīmē, ka papildus iepriekš minētajiem kritērijiem (jaudas līmeņi, attālums, transmisijas vide, vides apstākļi utt.) Tirgus apstākļi projekta laikā ir būtisks faktors, iespējams, vairāk nekā skaitliskie salīdzinājumi starp maiņstrāvas vai līdzstrāvas sistēmas izmaksām.

3. Tehnoloģijas attīstība

Treškārt, tehnoloģiju attīstība ir novedusi pie tā, ka HVDC sistēmas izmaksas samazinās, savukārt vides apsvērumi ir izraisījuši augstsprieguma AC sistēmas izmaksu paaugstināšanos.

Tāpēc nolūkam, kādā pārvades sistēmas tipam ir agrīnās stadijas priekšizpēte, varbūt labāk apsvērt HVDC un augstsprieguma maiņstrāvas sistēmas kā vienādas alternatīvas izmaksām.

Atgriezieties pie tēmām ↑

Atsauces

  • Augstsprieguma līdzstrāvas (HVDC) pārraides sistēmu tehnoloģijas pārskats - Roberto Rudervall, JP Charpentier un Raghuveer Sharma
  • Apakšsistēmas dizains / Pieteikuma rokasgrāmata - V AYADURAI BSC, C.Eng, FIEE

Saistītie elektriskie ceļveži un izstrādājumi

MEKLĒŠANA: raksti, programmatūra un ceļveži