Offshore puistojen sähkönsiirto

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Offshore puistojen sähkönsiirto"

Noora Tarja Niemelä
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Offshore puistojen sähkönsiirto

2 Johdanto Puistojen rakentamiseen merelle useita syitä: Parempi tuotannon odotus Poissa näkyvistä Rannikolla hyviä sijoituspaikkoja ei välttämättä saatavilla Tästä seuraa teknologinen ongelma Tehokapasiteetit suuria AC siirto ei välttämättä kannattavaa Jännitetasoa täytyy joka tapauksessa nostaa sähköasema merelle Kaapelointi, toimitusvarmuus, rakentamiskustannukset Siirtovaihtoehdot AC siirto suuret häviöt yli 100 km matkalla DC siirto teknologia yli 100 km matkalle VSC HVDC vai LCC HVDC

Puistojen sähköjärjestelmistä yleisesti Puiston sisällä käytettävä AC jännitetaso (keruuverkossa) 33 36 kv tasoille löytyy vielä standardikojeistoa Käytössä mm.

3 Puistojen sähköjärjestelmistä yleisesti Puiston sisällä käytettävä AC jännitetaso (keruuverkossa) kv tasoille löytyy vielä standardikojeistoa Käytössä mm. Tanskassa Horns Rev:ssä Turbiinien keskinäiset etäisyydet suuria Suuri keruuverkko korkeamman AC jännitteen käyttö edullista Siirtoon käytettävä teknologia? Riippuu kohteesta Etäisyys Teho? HVAC vs HVDC

5 Siirtoon käytettävät teknologiat Nykypäivänä kaikki käytössä olevat puistot toteutettu AC siirrolla. Kasvava kapasiteetti pakottaa DC-siirtojärjestelmien käyttöön offshore puistoissa.

6 HVAC siirto Yksittäisen XLPE kaapelin tehonsiirtokyky MW yli 100 km etäisyyksillä häviöt alkavat olla merkittävät 1GW luokassa kaapeleita tarvitaan useita

7 LCC HVDC siirto Kuormakommutoidut tasa- ja vaihtosuuntausyksiköt vaatii offshore asemalle vahvan vastajännitteen ja loistehon lähteen, jotta kommutointi onnistuu. diesel generaattori / STATCOM käyttö

8 VSC HVDC siirto (HVDC Light / Plus) Pakkokommutoidut tasa- ja vaihtosuuntausyksiköt mielivaltainen tehokertoimen asettelu kooltaan LCC HVDC:tä pienempi ja häviöiltään suurempi ABB:llä rakennusprojekti käynnissä Saksassa 400 MW puistoon

9 Kaapelit AC kaapelin max kapasiteetti 200 MW Siirtohäviöt merkittävät >100 km matkalla DC kaapeleilla 600 MW etäisyydestä riippumatta (lähes) VSC HVDC:ssä suuntaajayksikön koko määrää kaapelien lukumäärän LCC suuntaajayksikön teho ei oleellinen rajoitus, vaan kaapeli

10 Häviöt AC järjestelmässä häviöt kasvavat suoraan etäisyyden funktiona Rajallinen siirtomatka DC järjestelmässä häviöt muodostuvat pääasiassa muunnoksissa Siirtomatkan vaikutus häviöihin vähäisempi On olemassa kriittinen etäisyys X, jonka jälkeen DC siirto AC siirtoa kannattavampaa. X ~ 100 km

11 Offshore aseman koko AC aseman koko n. 1/3 vastaavasta DC aseman koosta. VSC HVDC on LCC HVDC:tä kompaktimpi, mutta tällä hetkellä yksittäisen aseman koko on rajoittunut 400 MW:iin.

12 Teknologian valinta Riippuu kokonaistehosta ja etäisyydestä rannikolle. Muita tekijöitä Kaapelien lukumäärä Luotettavuus Kustannukset Huollon tarve

13 Muita ratkaisuja (ei käytössä): Matalamman AC taajuuden käyttö Mahdollisuus pidempiin AC siirtomatkoihin Muuntajat suurempikokoisia Offshore aseman koko? Tarvitaan AC-DC-AC muunnos sähköverkkoon liitämiseksi HVDC:tä vastaava määrä muunnoksia Hyötysuhde Käytössä joidenkin maiden rautatieverkoissa.

14 Muita ratkaisuja (ei käytössä): DC perusteinen tuotanto Jos turbiinit tyyppiä D, on mahdollista jättää vaihtosuuntaus tekemättä nostaa tasajännite suoraan käytettävälle tasolle. vaatii DC-DC muuntimen Rannikolla vaihtosuuntaus

15 Muita ratkaisuja (ei käytössä): DC generaattorien kaskadi Kuten edellä, mutta riittävä jännitetaso aikaansaadaan generaattoreiden sarjakytkennällä. ei tarvita DC-DC muunnosta DC generaattorit suurikokoisempia Hinta Luotettavuus

16 HVDC Light, Borkum Saksa ABB urakoi tällä hetkellä VSC HVDC toteutusta Puiston teho 80 x 5 MW Etäisyys 125 km rannikolta 400 MW HVDC Light asema valmistui toukokuussa 2009

17 Yhteeveto Vaihtoehtoja offshore puistojen sähkönsiirrolle useita VSC HVDC toteutus vaikuttaa tällä hetkellä lupaavimmalta teknologialta Tehokertoimen mielivaltainen asettelu. Yksiköiden nykyteho MW AC siirto ei missään tapauksessa tule olemaan riittävä tulevaisuuden tarpeisiin >>500 MW Puoijohdeteknologian kehittyessä suuntaajapohjaiset toteututkset tulevat yleistymään myös kuivalla maalla.

Samankaltaiset tiedostot

Merelle rakennettujen tuulivoimapuistojen sähkönsiirtojärjestelmät

Merelle rakennettujen tuulivoimapuistojen sähkönsiirtojärjestelmät Johdanto Kiinnostus offshore-tyyppisten tuulivoimapuistojen rakentamiseen on ollut suuri Euroopassa viime vuosina. Syinä tähän ovat mm.