Ứng dụng và triển vọng của cáp truyền tải DC cao áp

supply HVDC power cable

Từ góc độ toàn cầu, cáp truyền tải DC cao áp được áp dụng cho các lĩnh vực sau như truyền tải đường dài trên không công suất cao, kết nối lưới điện, và truyền dẫn cáp ngầm đường dài với những ưu điểm rõ ràng.

Đầu tiên là truyền tải đường dài trên không. Theo kết quả của các nghiên cứu liên quan, Đường dây trên không DC truyền tải bắt đầu tận dụng 10 tỷ watt và 300 km trở lên. Điều này có nghĩa là hơn 26% tổng công suất truyền tải toàn cầu áp dụng cho đường dây DC trên không.

Thứ hai là truyền dẫn cáp ngầm. Các nghiên cứu cho thấy khoảng một phần ba các dự án truyền tải DC hiện tại trên thế giới là dành cho truyền tải cáp ngầm.

Thứ ba là hạn chế dòng điện ngắn mạch. Với các quốc gia và khu vực tăng phụ tải điện, cung cấp điện và xây dựng lưới điện tiếp tục mở rộng, kích thước của lưới điện xoay chiều ngày càng lớn hơn, và xảy ra lỗi ngắn mạch khi dòng điện sự cố cũng ngày càng lớn hơn. Truyền tải DC có lợi thế rõ ràng trong việc hạn chế ngắn mạch hiện nay và đang được sử dụng ngày càng nhiều trong các lĩnh vực.

Là biện pháp đối phó với dòng điện ngắn mạch ở những khu vực có tải trọng đô thị tập trung, thiết bị truyền tải DC trọng lượng nhẹ với khả năng thay đổi pha của thiết bị được ưa chuộng rộng rãi vì diện tích nhỏ và khả năng đáp ứng nhanh.

Trong lĩnh vực kết nối lưới, việc sử dụng các phương pháp DC như BTB để kết nối một số thiết bị tương đối nhỏ, các hệ thống nhỏ vận hành độc lập có thể giảm dòng điện ngắn mạch sự cố một cách hiệu quả. Các nghiên cứu được thực hiện bởi các học giả Nhật Bản về hệ thống nối tiếp ở Kansai, Trung Quốc, Kyushu, và Shikoku ở Nhật Bản đã chỉ ra rằng nếu sử dụng phương pháp DC để kết nối Kansai với Trung Quốc, Trung Quốc tới Kyushu, Kyushu tới Shikoku, và Shikoku đến Kansai, dòng điện ngắn mạch sẽ bị triệt tiêu đáng kể và việc truyền tải từ hệ thống nhỏ sang hệ thống lớn sẽ được thực hiện.

Ngoài ra, bộ chuyển đổi bao gồm các thiết bị có thể chuyển đổi có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các hệ thống nhỏ bị cô lập như giàn khoan dầu ngoài khơi và đảo. trong tương lai, chúng cũng có thể được sử dụng trong các hệ thống phân phối điện đô thị để tiếp cận các nguồn năng lượng phân tán như pin nhiên liệu và phát điện quang điện. Một trọng lượng nhẹ Hệ thống truyền tải DC sẽ hữu ích hơn trong việc giải quyết vấn đề ổn định trong việc tiếp cận năng lượng sạch.

Hiện tại, có các dự án truyền tải điện một chiều cao áp trên năm châu lục trên thế giới, và chúng dày đặc ở các khu vực phát triển kinh tế như Bắc Mỹ và Tây Âu. Khi khu vực phát triển kinh tế chuyển sang châu Á, ngày càng có nhiều dự án truyền tải DC ở Trung Quốc và các khu vực lân cận.

Nghiên cứu của Trung Quốc về truyền tải DC điện áp cao bắt đầu từ những năm 1950, và thiết bị mô phỏng van thyristor đầu tiên được chế tạo vào những năm 1960 tại Viện Nghiên cứu Điện lực Trung Quốc. Để nghiên cứu tốt hơn việc truyền tải điện áp cao một chiều, một đường dây cáp AC đã được đổi thành một 31 Đường dây thử nghiệm truyền tải kV DC ở Thượng Hải 1977.

Nghiên cứu trước đây đã đặt nền móng nhất định cho sự phát triển truyền tải DC điện áp cao ở Trung Quốc. Đến cuối những năm 1980, Nghiên cứu và phát triển truyền tải DC điện áp cao của Trung Quốc đã có bước đột phá và bắt đầu phát triển nhanh chóng. Hơn 10 Các dự án truyền tải DC đã đi vào hoạt động. Đặc biệt, vào tháng 12 28, 2009, Dự án truyền tải UHV DC Vân Nam-Quảng Đông được đưa vào vận hành thành công trên một cột điện, đây là dự án truyền tải DC UHV ±800 kV đầu tiên trên thế giới. Đây là dự án truyền tải DC UHV ±800 kV đầu tiên trên thế giới. Nó đánh dấu việc sản xuất thiết bị và công nghệ điện của Trung Quốc đã đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế và chiếm một tầm cao mới trong lĩnh vực truyền tải và chuyển đổi năng lượng trên thế giới.

In order to realize China’s “west-east power transmission” strategic plan, Trung Quốc đang tích cực thúc đẩy việc xây dựng ± 660 KV, ± 800 KV, và ± 1000 Dự án truyền tải điện một chiều siêu cao áp kV.

Với sự phát triển nhanh chóng của các yêu cầu về năng lượng mới và bảo vệ môi trường, Trung Quốc có nhu cầu thị trường mạnh mẽ hơn đối với công nghệ truyền tải DC.

Trong phần tiếp theo 20 năm, Tập đoàn Lưới điện Nhà nước có kế hoạch xây dựng hơn 40 Dự án truyền tải DC, bao gồm hơn 15 Dự án truyền tải UHV DC.

Theo các cơ quan liên quan, theo giá thiết bị hiện hành, tổng mức đầu tư xây dựng từng dự án truyền tải UHV DC tại Trung Quốc là hơn 15 nghìn tỷ nhân dân tệ. Trong số đó, giá của van chuyển đổi UHV DC và bộ chuyển đổi là 1.5 tỷ đến 2 nghìn tỷ nhân dân tệ, giá của một lò phản ứng sóng phẳng là khoảng 1 nghìn tỷ nhân dân tệ, giá của một hệ thống điều khiển và bảo vệ cao hơn 400 triệu nhân dân tệ, và tổng chi phí của bộ thiết bị hoàn chỉnh trường AC và trường DC cũng gần bằng 2 nghìn tỷ nhân dân tệ. Việc đầu tư trang thiết bị (không bao gồm đường và tháp) đối với mỗi trạm chuyển đổi truyền tải DC UHV là khoảng 8 nghìn tỷ nhân dân tệ. Thiết bị truyền tải DC dự kiến sẽ đạt quy mô thị trường khoảng 200 tỷ nhân dân tệ trong tương lai 20 năm.

Tiến bộ công nghệ đang thúc đẩy sự ra đời của nhiều vật liệu và công nghệ mới, và việc sử dụng công nghệ truyền tải DC điện áp cao ngày càng mở rộng. Một số phương pháp phát điện mới yêu cầu ứng dụng công nghệ truyền tải DC. Ví dụ, điện được tạo ra bởi chất lỏng từ tính, khí điện, tế bào nhiên liệu, và pin mặt trời phải được gửi đi ở chế độ DC, và các nhà máy điện năng lượng đại dương ở những vùng biển xa xôi cần sử dụng cáp DC tàu ngầm đưa điện vào đất liền. Ngoài ra, pin và chất siêu dẫn mới cũng như các hệ thống lưu trữ năng lượng mới khác, và kết nối hệ thống nguồn AC là cần thiết khi công nghệ truyền tải DC.

Có thể thấy trước rằng với sự phát triển hơn nữa của các thiết bị điện tử công suất, cập nhật công nghệ máy tính, sự xuất hiện của các vật liệu mới để truyền tải và chuyển đổi năng lượng, và phát triển và sử dụng năng lượng mới và năng lượng tái tạo, Truyền tải DC điện áp cao sẽ có triển vọng ứng dụng rộng rãi hơn.

ZMSWACABLES