O revizuire a proiectelor HVDC rusești împreună cu proiecția lucrărilor viitoare.

Federația Rusă, cea mai mare republică a fostei Uniuni Sovietice, este un stat independent din 1991. Sistemul All-Union Power Pool System din partea europeană a fostei Uniuni a Republicilor Socialiste Sovietice a rămas în Rusia ca parte a Sistemului Unit de Putere (UPS) al Comunității Statelor Independente. Având în vedere sursele de energie ale Rusiei situate în cea mai mare parte în est și centrele de încărcare în vest, principalele linii de transport au fost construite de la est la vest.

Toate celelalte sisteme de curent continuu de înaltă tensiune (HVDC) din Rusia și legăturile HVDC back-to-back (BTB) au fost planificate, puse în funcțiune și operate de Ministerul energiei electrice și electrificării din țară. Cu excepția primului proiect HVDC între Kashira și Moscova, care a fost singurul construit folosind echipamente străine, proiectele HVDC au fost construite folosind instalații majore, echipamente de automatizare și protecție dezvoltate, fabricate și livrate de fabricile Ministerului pentru Electrotehnică. Industrie.

Fosta Uniune Sovietică a început cercetarea și dezvoltarea sistemelor HVDC (R&D) la mai multe institute de cercetare științifică în anii 1930, dar primul proiect nu a fost comandat decât în ​​1950. Trei organizații din fosta Uniune Sovietică au jucat rolul principal în implementarea tuturor Sisteme HVDC:

  • Energosetproject, principala organizație de proiect
  • Institutul electrotehnic rus (VEI), dezvoltator al echipamentelor HVDC
  • Direct Current Power Institute (NIIPT), dezvoltator al specificațiilor.

Peste 60 de alte institute de cercetare și dezvoltare, organizații de proiecte și construcții și întreprinderi industriale au participat la crearea sistemelor HVDC. Următorul este un rezumat al principalelor sisteme HVDC din Rusia.

federația
1965: Grup de valve cu convertor cu arc de mercur la stația de conversie Volzhskaya.

Kashira - Link HVDC Moscova

Pus în funcțiune în 1950, proiectul Kashira - Moscova a fost primul sistem HVDC din lume. Este un sistem bipolar care este format dintr-un circuit de cablu subteran de 120 km (75 mile) ± 100 kV, cu o capacitate de transfer de sarcină de 30 MW. Sistemul a fost construit folosind echipamente proiectate și fabricate de companiile germane Siemens și AEG pentru proiectul Elba - Berlin, care nu a fost niciodată pus în funcțiune de către Germania. Până în 1953, cablul subteran a fost înlocuit cu un cablu fabricat la uzina sovietică Moscabel.

Acest sistem HVDC - folosind electrozi de masă plini de cocs, paratrăsnet, supape cu arc de mercur și sisteme de control și protecție - a fost rezultatul unui program de cercetare și dezvoltare de cinci ani pentru toate echipamentele întreprinse de VEI și NIIPT.

1974: grup de supape convertizoare tiristor de înaltă tensiune VTSV-700/120 la stația de conversie Volzhskaya.

Volgograd - Sistem HVDC Donbass

Sistemul Volgograd - Donbass este o linie aeriană cu doi poli, ± 400 kV, care se întinde pe 473 km (294 mile) între două sisteme de 220 kV c.a. Conductoarele de aluminiu-oțel de 600 mm 2 (0,93 in 2) au o capacitate de transfer de sarcină de 720 MW.

Stațiile de conversie sunt echipate în mod similar cu opt grupuri de supape cu șase impulsuri, fiecare grup de supape având inițial 14 supape cu arc de mercur; la stația HVDC Volzhskaya, supapele cu arc de mercur au fost înlocuite de atunci cu grupuri de supape tiristor de înaltă tensiune, dezvoltate de VEI. Construcția a început în 1962, cu punerea în funcțiune în 1965. Timp de mulți ani, aceasta a fost cea mai mare schemă HVDC în funcțiune în lume.

1979: Aparate de distribuție în aer liber la stația de conversie de 1.500 kV a sistemului Hibid-Centre Ekibastuv la stația de testare Togliatty.

Ekibastuz - Proiectul HVDC Center

Centrul Ekibastuz a fost un proiect major pentru care planificarea a început în 1970 de proiectul Energoset, VEI și NIIPT. Obiectivul a fost de a furniza o interconectare pentru a furniza 6.000 MW de la centrala termică Ekibastuv din Kazahstan pentru a compensa un deficit de energie în centrul Rusiei. Interconectarea HVDC planificată a inclus o linie de transmisie bipolară HVDC de 2.400 km (1.491 mile) care funcționează la ± 750 kV cu o linie nominală de 4.000 A sau o capacitate de transfer de sarcină de 6.000 MW.

Fiecare pol a fost format din două ramuri conectate în paralel cu fiecare ramură având un grup de valve de tiristor cu 12 impulsuri răcite cu apă de înaltă tensiune. Pentru prima etapă a proiectului Ekibastuz - Centru HVDC (1.500 MW), au fost fabricate următoarele articole majore ale instalației:

  • Supape tiristor HVDC BVPM-800/470-III
  • Transformatoare monofazate, cu două înfășurări, convertite la 320 MVA pentru tensiuni de curent continuu de ± 400 kV și ± 750 kV
  • Reactoare de linie evaluate la 4 H, 1.000 A pentru o tensiune continuă de
  • ± 750 kV
  • Paratrasnet RL, RG-400 și RG-800
  • Echipamente de control, protecție și automatizare.

În perioada cuprinsă între planificarea și execuția acestui proiect, în orașul Tolgliatti a fost înființată o stație de testare mare în 1979. Aceasta a fost prima stație de testare de înaltă tensiune din lume concepută pentru testarea pe scară largă și pe termen lung echipamente necesare sistemelor de curent alternativ de înaltă tensiune (HVAC) de până la 1.150 kV și sistemelor HVDC de până la 1.500 kV. Aceste niveluri de tensiune sunt mai mari decât cele utilizate în prezent în instalații de testare similare stabilite în întreaga lume.

După finalizarea programului de testare, echipamentul a fost livrat către stațiile de conversie Ekibastuz și Tambov pentru prima etapă de 1.500 MW și apoi a început construcția. Aproximativ 1.000 km (621 mile) din linia aeriană ± 750 kV HVDC a fost finalizată înainte de prăbușirea Uniunii Sovietice, care a oprit toate lucrările de construcție a șantierului și a liniilor. Livrarea echipamentului a început în 1989 și apoi s-a oprit în 1991, linia fiind apoi demontată, nefiind niciodată pusă în funcțiune. Acum este evident că, în momentul dezvoltării sistemului ultra-HVDC, Rusia era cu vreo 20 de ani înaintea restului lumii.

1979: Sala de valoare a stației de testare Togliatty; testarea supapelor tiristor pentru sistemul Ekibastuz - Center HVDC.

Link Vyborg BTB HVDC

Legătura Vyborg BTB conectează sistemul HVAC de 330 kV din nord-vestul Rusiei la sistemul HVAC de 400 kV al Finlandei. Majoritatea acestui proiect a fost pus în funcțiune în perioada 1981-1984, cu construcția a trei unități de conversie de înaltă tensiune (HVCU), fiecare nominală la 355 MW sau 1.065 MW în total.

Capacitatea de transfer de energie a fost de 600 MW, dar aceasta a crescut după primul an, deoarece energia transmisă (4.500 GWh) a depășit totalul contractat (4.000 GWh). După perioada de funcționare de probă, care a fost mai mică de un an, energia medie anuală transmisă prin legătură a fost de aproximativ 4.500 GWh.

La sfârșitul anilor 1980, a început reconstrucția Vyborg BTB, în urma amânării proiectului Ekibastuz - Center HVDC. Au fost înlocuite supapele cu tiristor de înaltă tensiune și au fost utilizate noile tehnologii dezvoltate inițial pentru proiectul Ekibastuz - Center HVDC. Lucrările ulterioare de renovare și extindere au fost reluate la Vyborg BTB la mijlocul anilor '90. În 2000, a fost pusă în funcțiune a patra unitate de conversie de înaltă tensiune (HVCU-4), iar capacitatea de transfer a legăturii a fost mărită la 1.420 MW.

2000: Unitate convertor de înaltă tensiune (HVCU-4) la stația BTB Vyborg HVDC.

O a doua etapă de modernizare a avut loc din 2002 până în 2005, cu instalarea de noi sisteme de control, protecție și automatizare pe primele trei unități de conversie care includeau un microprocesor pentru controlul puterii active și reactive.

În cele din urmă, în 2010, toate software-urile de control, protecție și automatizare au fost modernizate, inclusiv furnizarea unei bucle de control pentru noul compensator static sincron de 50 MVA (STATCOM) instalat la BTB. STATCOM a fost dezvoltat la Centrul Științific și Tehnic pentru Industria Ingineriei Energetice a JSC Federal Grid Co. United Power System din Moscova. Ca urmare a reconstrucției, transmisia energiei prin BTB a crescut de la 4.500 GWh în 1999 la 10.600 GWh în 2003.

Dezvoltări moderne HVDC în Rusia

Din 1991, doar două legături HVDC în Rusia au funcționat, și anume legătura Volgograd - Donbass și Vyborg BTB Rusia - Finlanda, fără planuri imediate în vigoare pentru dezvoltarea ulterioară a sistemului HVDC.

În 2007-2008, VEI împreună cu OAO Electrovypryamitel, din orașul Saransk, au furnizat resursele de cercetare și dezvoltare pentru a dezvolta producția în serie a unui modul convertor unificat echipat cu control optic-electronic, un nivel de tensiune de 12 kV c.c. capacitate de 2,5 kA. Dezvoltarea acestui modul este doar una dintre cele mai recente realizări inovatoare care vor fi încorporate în viitoarele convertoare de putere de înaltă tensiune pentru utilizare în sisteme HVDC noi, proiecte BTB și compensatoare reactive de volt-ampere statice.

În 2008, Federația Rusă a aprobat o schemă generală pentru alocarea obiectelor sistemului energetic al Federației Ruse până în 2020 (Schema generală 2020) cu privire la următoarele:

  • Centrale termice și nucleare cu o capacitate de 500 MW sau mai mare
  • Centrale hidroelectrice cu o capacitate de 300 MW sau mai mare
  • Substații, linii de transport de 300 kV și mai mari care furnizează sisteme de alimentare cu energie electrică de la centrale și linii de transport intersistem operate de UPS-ul din Rusia care urmează să fie construite între 2010 și 2020.

Conform schemei generale, a fost prevăzută construcția HPS Evenkiiskaya de 8.150 MW la râul Nizhnyaya Tunguska din nord-estul Siberiei și două linii de transmisie HVDC ± 500 kV, 2.500 MW Evenkiiskaya HPS - Tyumen 600 km și 800 km (373 mile și 497 mile) ) au fost propuse.

Liniile HVDC ± 750 kV, 3.000 MW Siberia (Itat) –Ural - Centrul (Tambov) 3.700 km (2.299 mile) și Ural (Ekaterinburg) –Centru 1.850 km (1.150 mile) au fost de asemenea planificate pentru a furniza energie părții europene al Rusiei. În plus, au fost luate în considerare trei linii de transmisie a energiei HVDC ± 750 kV (sau ± 600 kV), 3.000 MW din Siberia până la frontiera de stat cu China pentru a asigura exportul de energie către China.

A fost luată în considerare extinderea și reconstrucția stației BTB Vyborg HVDC, precum și construirea de noi stații BTB HVDC 200-MW Mogocha și Khani în extremul-est, Knyazhegubskaya BTB de 500 MW pentru a crește exportul de energie către Finlanda și Tsentralnaya de 500 MW BTB pentru exportul de energie către Polonia.

În 2010, programul de construcție Schema generală 2020 a fost revizuit și, ca rezultat, a fost luată decizia de a corecta dezvoltarea prognozată luând în considerare factorii care includeau o reducere a cererii de energie din cauza creșterii eficienței economice.

Un BTB de 200 MW este în construcție la stația Mogocha din sistemul de alimentare Chitinskaya din Siberia. Acum se află în etapa de livrare și asamblare în care sunt instalate echipamente dezvoltate și fabricate în Rusia. Acest BTB este situat între cele două sisteme de transmisie separate și neconectate de 220 kV din est (Chita) și îndepărtat (Khabarovsk) din Siberia. Proiectul constă din două circuite paralele, fiecare capabil să transmită 100 MW în ambele direcții. Un total de patru convertoare de sursă de tensiune sunt conectate printr-un circuit pe trei niveluri cu o putere instalată de 102 MW. Punerea în funcțiune a Mogocha BTB este așteptată în 2014.

Construcția stației similare de 200 MW BTB Khani, care conectează sisteme de 220 kV între Irkutsk și Khabarovsk, este planificată pentru 2014.

S-a luat decizia de a construi un sistem HVDC de ± 300 kV, care va avea capacitatea de a produce 1.000 MW, între centrala nucleară din Leningrad și Vyborg BTB. Această legătură va implica atât construcția unui cablu submarin, cât și a unui circuit de transmisie bipolar aerian. Acest lucru ar putea duce la posibilitatea creșterii capacității de putere a Vyborg BTB. Alstom este de așteptat să furnizeze și să livreze echipamentele pentru acest proiect, care urmează să înceapă în 2014.

Construcția centralei nucleare Kaliningradskaya este planificată cu o putere programată de 1.000 MW în 2017 și 1.000 MW suplimentari în 2020, majoritatea producției urmând să fie disponibilă pentru export. Este planificată o linie de transport HVAC de 330 kV către Lituania, împreună cu construcția a două stații BTB, la Mamonovo, fiecare având o valoare între 500 MW și 600 MW. Un BTB va fi interconectat la sistemul de transport polonez, iar al doilea BTB poate fi interconectat la sistemul de transport din Germania.