Troll Power AS. Presentasjon: Yngve Aabø, Børre Johansen, Troll Power AS. daglig leder Troll Power. avdelingsleder Troll Power Trondheim

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Troll Power AS. Presentasjon: Yngve Aabø, Børre Johansen, Troll Power AS. daglig leder Troll Power. avdelingsleder Troll Power Trondheim"

Dan Arntzen
8 år siden
Visninger:

2 Troll Power AS Presentasjon: Yngve Aabø, daglig leder Troll Power Børre Johansen, avdelingsleder Troll Power Trondheim Troll Power AS 20 ansatte Sivil/ing. Bergen og Trondheim Et av Norges største uavhengige fagmiljøer knyttet til kraftsystem

3 Tema Teknologiutvikling- hva er fremtidens overførings-og produksjonsteknologi HVDC, fremtidens overføringsteknologi offshore, regional- og i sentralnettet?

4 Tema Hvordan utnytte dagens kraftsystem til å løse utfordringene? Ved behov for nye løsninger? HVDC

5 Utfordringer Store vindparker offshore. Gasskraftverk. Store olje og gass installasjoner som ofte skal elektrifiseres. Økt kraftuttak på eksisterende felt for å hente ut mer olje og gass. Elektrifisering av Nordsjøen. Meget vanskelig å etablere nye ledninger regionalt og mellom landsdeler. Norge i Europa. Norge som regulator

Økt kraftuttak på eksisterende felt for å hente ut mer olje og gass.

6 Utfordringer Offshore vindparker: MW inn i Norge eller til Europa. Norge som leverandør av fornybar energi (mer en vann?)

7 Utfordringer Hjertet er en 300/36 kv transformatorstasjon. Overføring Norge Europa Olje og gass tilknytning Andre vindkraftverk Endring av kraftsystem onshore

8 Utfordringer Nye olje og gass prosjekter som ofte skal elektrifiseres fra land. Olje og gass prosjekter som har økt behov for kraft. Endrer kraftsystemet onshore. Kan bli kombinert med offshore vindparker. Kan bli kombinert med et offshore grid. Vil endre kraftsystemet.

9 Utfordringer Gasskraftverk. Kan forsyne lokal industri. Kan overføres til andre områder. Vil påvirke kraftsystemet.

10 Utfordringer Norge i Europa Vannkraft sammen med offshore vindkraft som regulator i Europa Vil føre til et offshore nett med sterke tilkoblingspunkter på land. Energieksportør, også etter oljen.

11 Utfordringer Økning av det generelle forbruket. Det generelle forbruket øker jevnt (2.5 % /år) Sterkere regionalisering i Norge fører til økt behov for transmisjonskoridorer GWh

12 Hvordan løses utfordringene? Bedre utnyttelse av eksisterende kraftsystem. Nye investeringer/transmisjonssystemer.

13 Bedre utnyttelse kraftsystemet FACTS Flexsible AC Transmission Systems Kraftelektroniske løsninger for å øke fleksibiliteten i AC transmisjonssystem Bruke eksisterende teknikk til å Øke overføringsevnen på definerte snitt Bedre kontroll av de elektriske parametere.

transmisjonssystem Bruke eksisterende teknikk til å Øke

14 Bedre utnyttelse kraftsystemet FACTS SVC Dynamisk spenningskontroll under ulike hendelse Redusere overspenninger Forebygge spenningskollaps Demper pendlinger i nettet Q Øker den transiente stabilitet

overspenninger Forebygge spenningskollaps Demper

15 Bedre utnyttelse kraftsystemet FACTS SC- Series Compensation Øker system stabilitet Bedrer spennings reguleringen og den reaktive effekt balanse Bedrer fordelingen av last på parallelle ledninger

spennings reguleringen og den reaktive effekt

16 Bedre utnyttelse kraftsystemet FACTS CSC- Controllable Series Compensation Kontroll av lastflyt Minimalisere system tapene Adaptive muligheter Demper pendlinger

17 Bedre utnyttelse kraftsystemet Automatiske løsninger Vern mot vinkel ustabilitet ABB Phases Measuring Unit Vern mot spennings kollaps ABB Voltage Instability Predictor

18 Bedre utnyttelse kraftsystemet Idrift Norge Island USA Andre land PMU PMU PMU VIP Illustrasjon ABB

19 Bedre utnyttelse kraftsystemet PMU 1 PMU 2 PMU 3 PMU 4 C E C E C E C E Angle 1 Angle 2 Angle 3 Angle 4 (Angle 1- Angle 2, 3, 4) d/dt (Angle 3) Generation control d/dt (Angle 2) SVC or HVDC control (Angle 1,2,3-4) Load control Illustrasjon ABB

3, 4) d/dt (Angle 3) Generation control d/dt (Angle 2) SVC

20 Bedre utnyttelse kraftsystemet Kommunikasjon Kommunikasjon er nøkkelen til mange av de tekniske muligheter.

21 Bedre utnyttelse kraftsystemet Systemjording Direkte jordete systemer også i regional nett. Pr. Fase systemer.

22 Bedre utnyttelse kraftsystemet Transient instability, Vern og brytersystem δ [degrees] Tf = 40 ms Tf = 30 ms 20 0 t [s]

23 Bedre utnyttelse kraftsystemet Elektriske modeller Data Programvare Beregninger Kompetanse. Erfaring. Koble beregningene mot praktiske løsninger.

24 Hvordan kan dette løses? Nye investeringer Muligheter. Utfordringer. HVDC.

25 Transmisjon - historikk Transmisjon og distribusjon av elektrisitet startet med DC. I 1882 ble en 50 km lang likestøms overføringslinje idriftssatt i Tyskland. I et AC system er spenningstransformering enkelt. Trefase synkronmaskin er overlegen DC maskinen. Dette medførte at AC var å foretrekke når distribusjon og transmisjonssystemer skulle bygges.

26 HVAC - Ulemper Induktive og kapasitive elementer legger begrensninger transmisjonskapasitet. Det er ikke mulig å sammenkoble AC systemer med forskjellig frekvens. Sammenkobling av AC systemer med samme frekvens kan være vanskelig grunnet: Stabilitet. Kortslutningsytelser. uheldig lastflyt. HVDC ble derfor utviklet og ble løsningen for noen prosjekter.

27 HVAC - Ulemper Dagens kabelteknologi muliggjør store effektoverføringer, selv over relativt lange overføringsavstander. ± 10 % spenningsvariasjon Tapsgrense satt til 10 % Temp. 10 ºC Gravedybde 1 meter

28 HVAC - Ulemper Men tapskostnadene gjør det mindre aktuelt å utnytte teknologien fullt ut.

29 HVDC Nye muligheter? HVDC transmisjon er ikke av ny dato: Første kommersielle HVDC forbindelse ble idriftsatt i 1954, Gotland Sverige. Hvorfor velges HVDC, noen eksempler: Itaipu Brasil (± 600 kv), forskjellige frekvensområder og lange overføringsavstander (stabilitet). Gotland Sverige (1999), miljøemessige aspekter i forbindelse med tilknytning av vindkraftverk og leveringskvalitetsaspekter.

30 HVDC - Teknologityper Generering av HVDC kan noe forenklet deles inn i tre ulike typer: Tyristorstyrte omformere (tradisjonell HVDC) Capacitor Commutated Converters (CCC), en forbedret versjon av en tyristorstyrt omformer. Forced Commutated Converters, dvs. Voltage Source Converters (VSC). Nye muligheter åpnes med bruk av denne teknikken. Sistnevnte, hvis levert av ABB, kalt HVDC Light.

31 VSC Hva er så spesielt? VSC vs Tradisjonell HVDC?

32 VSC Hva er så spesielt? VSC (IGBT) vs Tradisjonell HVDC (Thyristor)?

33 VSC Hva er så spesielt? Hvorfor velge VSC fremfor tradisjonell HVDC?

34 VSC Hva er så spesielt? Hvorfor velge VSC fremfor tradisjonell HVDC? Selvkommutering( ikke nødvendig med ekstern spenningsreferanse for å regulere) Dynamisk spenningsregulering Black start mulighet(mulighet for oppbygging fra to sider) Kan driftes med variabel frekvens og muliggjør en mer optimal drift av store motorer. VSC egnet til offshore installasjoner. Mulighet for bruk av PEX cabel.

35 Offshore vindparker Underground A.c. cable Underground HVDC Light Overhead line K

36 Men hvorfor HVDC og VSC? En HVDC muliggjør bruk av kabel i større grad, og kabel er muligens en forutsetning hvis ny overføringskapasitet skal etableres i en del områder.

37 Men hvorfor HVDC og VSC? HVDC Light bruk av kabel.

38 Men hvorfor HVDC og VSC? HVDC Light bruk av kabel. HVDC gir lengre levetid for kabler, sammenlignet med tilsvarende AC overføringer.

39 Men hvorfor HVDC og VSC? En HVDC OHL vil også være mindre synlig enn tilsvarende HVAC OHL.

40 Men hvorfor HVDC og VSC? VSC fremtidens system? God styring av aktiv og reaktiv effektflyt Muliggjør en hardere utnyttelse av eksisterende overføringssystemer. Reversering av effektflyt. God spenningskontroll vil kunne bidra til reduserte tap i tilhørende AC kraftsystemer. Bidrar til økt kraftsystemstabilitet. Black start muligheten gir raskere gjenoppbygging etter et større nettutfall. Eliminering av magnetiske felt. Fleksibelt og modulært system (marginal utbygging). HVDC I etablerte kraftgater

41 Norges nye løft Sammenhengen mellom offshore vindkraft, elektrifiseringen av Nordsjøen og Norge som regulerende kraft i Europa NORGES NYE SATSNINGSOMRÅDE?

Like dokumenter

Vurdering av ny HVDC-teknologi for bruk i det norske kraftsystemet

Vurdering av ny HVDC-teknologi for bruk i det norske kraftsystemet Nils Henrik Jendal Divisjon Teknologi og Prosjekt EBL Regional- og Sentralnettsdager Oslo 16. april 2008 Stikkord Hovedutfordringer i