NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU TẠI VIỆT NAM

Bộ Công thơng tập đoàn điện lực Việt Nam Viện lợng Bỏo cỏo tng kt ti cp b M· sè: I-150 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU TẠI VIỆT NAM Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Mạnh Cường 7174 17/3/2009 Hµ néi - 12/2008 Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều việt nam Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều việt nam Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện mét chiỊu ë viƯt nam Mục lục Mở đầu 6  CHƯƠNG I.  TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ XOAY CHIỀU 7  1.1.  Lịch sử phát triển công nghệ truyền tải điện 7  1.2.  Các thành tựu đạt công nghệ truyền tải điện 10  1.3.  Các yêu cầu kỹ thuật tryền tải điện siêu cao áp chiều 13  1.3.1.  Thành phần 13  1.3.2.  Trạm chuyển đổi 16  1.3.3.  Các kiểu truyền tải điện cao áp chiều 18  1.3.4.  Nguyên lý hoạt động hệ thống truyền tải điện chiều 21  1.3.5.  Ưu nhược điểm hệ thống truyền tải điện cao áp chiều 24  1.3.6.  Một số hệ thống truyền tải điện cao áp chiều giới 25  CHƯƠNG II.  Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí đầu tư hệ thống truyền tải điện 30  2.1.  + Ảnh hưởng công suất khoảng cách truyền tải 30  2.2.  + Ảnh hưởng yếu tố khác 34  CHƯƠNG III.  Khảo sát biến thiên chi phí đầu tư yếu tố đầu vào thay đổi 39  3.1.  Xác định thành phần chi phí đầu tư 39  3.1.1.  Phương pháp chung để đánh giá dự án đầu tư: 39  3.1.2.  Lựa chọn phương pháp so sánh kinh tế dự án đầu tư cho đề án nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều Việt Nam 41  3.2.  Tính tốn chi phí trường hợp yếu tố đầu vào thay đổi 42  CHƯƠNG IV.  Ứng dụng trường hợp cụ thể Việt Nam 43  4.1.  Các giả thiết đưa vào tính tốn: 43  4.1.1.  Các giả thiết mặt kỹ thuật 43  4.1.2.  Các giả thiết mặt kinh tế 44  4.2.  Tính tốn chi phí hóa yếu tố đầu vào thay đổi 46  4.2.1.  Mô hệ thống điện PSS/E 46  4.2.2.  Khoảng cách truyền tải 270 km 49  4.2.3.  Khoảng cách truyền tải 450 km 58  4.3.  Những dự án truyền tải chiều tiềm 63  Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều viÖt nam 4.3.1.  Truyền tải điện khu vực Nam Trung - Đông Nam Bộ: 63  4.3.2.  Truyền tải điện liên kết Việt Nam – Trung Quốc: 64  CHƯƠNG V.  KẾT LUẬN 66  CHƯƠNG VI.  PHỤ LỤC 67  6.1.  Mô hệ thống điện đơn giản: 68  6.2.  Vốn đầu tư chi phí hóa cho dự án truyn ti in: 82 Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều việt nam Danh mc hỡnh vẽ: Hình : 1: Ký hiệu Valve cầu chỉnh lưu 14  Hình : 2: Cấu hình mạch chuyển đổi gồm nhóm van xung nối với MBA đấu Yo/Y 14  Hình : 3: Cấu hình chỉnh lưu 12 xung, sử dụng MBA đấu Yo/Y Yo/D 15  Hình : 4: Thành phần Thyristor Module 16  Hình : 5: Cấu hình trạm chuyển đổi AC - DC 16  Hình : : Cấu hình đơn cực, sử dụng chỉnh lưu 12 xung 18  Hình : 7: Cấu hình lưỡng cực, sử dụng chỉnh lưu 12 xung 19  Hình : : Các kiểu đấu nối hệ thống truyền tải điện chiều 21  Hình : 9: hình dạng sóng điện áp dịng điện q trình chuyển đổi 21  Hình : 10: Bản đồ vị trí tuyến HVDC +/- 600kV Itaipu - Sao Paulo 26  Hình : 11: Bản đồ vị trí tuyến HVDC 350kV Leyte - Luzon, Philipines 27  Hình : 12: Bản đồ vị trí tuyến HVDC +/- 500kV Riland - Delhi, Ấn Độ 28  Hình : 13: Bản đồ vị trí số dự án HVDC giới 29  Hình : 14: Tổn thất vầng quang theo độ cao tổn thất truyền tải theo chiều dài 32  Hình : 15: Chi phí đầu tư P = 3500 MW 33  Hình : 16: Chi phí đầu tư P = 10.000 MW 33  Hình : 17: Chiều dài cách điện cấp điện áp khác (Nguồn ABB) 35  Hình : 18: Mức tăng tương đối yêu cầu cách điện cao độ khác 36  Hình : 19: Tải trọng dây dẫn cho EHVAC HVDC 36  Hình : 20: số mạch yêu cầu truyền tải 6000 MW HVDC HVAC 37  Hình : 21: Thiết kế cột EHVAC Hình : 22: Thiết kế cột HVDC 38  Hình : 23: Bản đồ vị trí nhà máy điện khu vực Nam trung 50  Hình : 24: Sơ đồ khối hệ thống truyền tải 51  Hình : 25: Đồ thị biểu diễn tổn thất theo công suất truyền tải L = 270km 53  Hình : 26: Đồ thị biểu diễn tổn Vốn đầu tư theo công suất truyền tải L = 270km 54  Hình : 27: Đồ thị biểu chi phí hóa theo công suất truyền tải L = 270km 55  Hình : 28: Suất đầu tư cho TBA 765/500kV giảm = 25.000 USD/MW 56  Hình : 29: Suất đầu tư cho TBA 765/500kV giảm := 20.000 USD/MW 56  Hình : 30: Suất đầu tư cho đường dây 765kV giảm = 1.0 triệu USD/km 57  Hình : 31: Suất đầu tư cho đường dây 765kV giảm = 1.0 triệu USD/km đồng thời suất đầu tư cho TBA 765/500kV giảm = 25.000 USD/MW 57  Hình : 32: Bản đồ vị trí tuyến truyền tải liên kết Việt Nam - Trung Quốc 59  Hình : 33: Đồ thị biểu diễn vốn đầu tư theo công suất truyền tải L = 450km 61  Hình : 34: Đồ thị biểu diễn chi phí hóa theo cơng suất truyền tải L = 450km 62  Hình : 35: Suất đầu tư cho trạm chuyển đổi AC-DC, DC-AC gim = 75 USD/kW 63 Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều việt nam M u H thống điện Việt Nam 12 năm gần (1995-2007) có phát triển mạnh với tốc độ tăng trưởng trung bình 14,8%/năm, điện thương phẩm năm 2007 đạt 58 tỷ kWh, gấp năm lần năm 1995, công suất max tăng lần, năm 2007 đạt 11000 MW Theo xu hướng trên, để đáp ứng nhu cầu công suất điện cho 20 năm tới, dự kiến cần xây dựng khối lượng lớn nguồn, lưới điện miền Bắc – Trung Nam, cịn phải nhập điện từ nước ngồi Lào, Trung Quốc Cũng giống nhiều nước phát triển khác, trình phát triển kinh tế Việt Nam hình thành khu vực phụ tải tập trung, trung tâm kinh tế vùng khu vực Hà Nội T.P Hồ Chính Minh Về lý thuyết, cần xây dựng nguồn điện gần trung tâm phụ tải nhằm tránh chi phí truyền tải cao phân bố tối ưu nguồn điện Tuy nhiên, với rào cản kỹ thuật, môi trường… không cho phép xây dựng nhà máy điện mà phải di chuyển vùng cách xa hàng trăm km Từ phát sinh vấn đề lựa chọn hình thức cấp điện áp truyền tải để vừa đảm bảo an tồn, tin cậy, vừa đem lại lợi ích kinh tế tốt Xây dựng hệ thống điện liên kết đa quốc gia trở thành xu hương chung giới nhằm khai thác tối ưu nguồn lượng có giá thành thấp thủy điện Sử dụng hệ thống truyền tải siêu cao áp chiều giúp cho việc trao đổi điện hệ thống điện khơng đồng chi phí thường cao nhiều so với truyền tải hệ thống xoay chiều Đề tài “nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều Việt Nam” bước đầu đánh giá hình thức truyền tải AC500kV, AC765kV DC+/-500kV ứng với mức công suất khác vùng tiềm năng: truyền tải 270km từ Nam Trung Bộ khu vực TP Hồ Chí Minh 450km từ Honghe (Vân Nam – Trung Quốc) khu vực Hà Nội Kết nghiên cứu góp phần giúp cho cơng tác quy hoạch hệ thống điện có nhìn tổng quan cấp điện áp truyền ti bi cnh ca Vit Nam Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều việt nam CHNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ XOAY CHIỀU 1.1 Lịch sử phát triển công nghệ truyền tải điện Thomas Alva Edison (1847-1931) phát minh điện chiều, hệ thống truyền tải điện hệ thống dòng điện chiều Tuy nhiên, điện áp thấp, truyền tải công suất điện chiều khoảng cách xa Đầu kỷ 20, với phát triển công nghệ máy biến áp động cảm ứng, truyền tải điện xoay chiều dần trở nên phổ biến lựa chọn số quốc gia toàn giới Năm 1929, kỹ sư công ty ASEA (Allmana Svenska Electriska Aktiebolaget) – Thụy Điển – nghiên cứu phát triển hệ hệ thống Valve hồ quang thủy ngân điều khiển mạng lưới đa điện cực sử dụng truyền tải điện chiều với công suất điện áp cao Các thử nghiệm tiến hành Thụy Điển Mỹ năm 1930 để kiểm tra hoạt động Valve hồ quang thủy ngân trình chuyển đổi chiều truyền tải thay đổi tần số Sau chiến tranh giới lần thứ 2, nhu cầu điện tăng cao khuyến khích nghiên cứu truyền tải điện chiều, phải truyền tải công suất xa bắt buộc phải sử dụng cáp ngầm Năm 1950, Đường dây truyền tải chiều thử nghiệm điện áp 200kV, chiều dài 116km đưa vào vận hành, tải điện từ Moscow Kasira (Liên Xô cũ) Đường dây cao áp chiều đưa vào vận hành thương mại năm 1954 Thụy Điển, truyền tải 20 MW điện áp 100 kV, chiều dài 98km sử dụng cáp ngầm vượt biển nối đảo Gotland đất liền Công nghệ truyền tải điện chiều gắn liền với công nghệ điện tử công suất Những năm 1960, hệ thống Valve thể rắn trở thành thực ứng dụng Thyristor vào truyền tải điện chiều Năm 1972, Valves thể rắn ứng dụng lần Canada trạm Back to Back Eel River công suất 320 MW điện áp 80kV Điện áp vận hành lớn đường dây truyền tải chiều ±600 kV, truyền tải công suất 6300 MW từ thủy điện Itaipu São Paulo (Brazil), chiều dài 796km Ngày nay, truyền tải dòng điện chiều điện áp cao phần thiếu hệ thống điện nhiều quốc gia giới Truyền tải điện siêu cao áp chiều cân nhắc phải tải lượng công suất lớn khoảng cách xa, liên kết hệ thống điện không đồng xây dựng đường cáp in Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều ë viƯt nam vượt biển Với lượng cơng suất đủ lớn, khoảng cách đủ xa, truyền tải cao áp chiều chiếm ưu chi phí đầu tư tổn thất truyền tải so với dòng điện xoay chiều pha truyền thống Trên giới có 79 cơng trình truyền tải điện chiều xây dựng (trong có 33 trạm Back to Back, 46 đường dây truyền tải), có cơng trình vận hành giai đoạn từ đến năm 2010 (2 dự án Mỹ, Trung Quốc, Na Uy – Hà Lan, Australia Estonia – Phần Lan) Hiện có 14 hạng mục đường dây siêu cao áp chiều 500kV vận hành giới Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ Canada Chiều dài trung bình đường dây 1174 km, công suất tải khoảng từ 1500 đến 3000 MW Danh sách dự án truyền tải chiều có bảng sau: STT A Tên cơng trình HVDC 10 11 12 13 14 15 16 Đang xây dựng ESTLINK BASSLINK NORNED THREE GORGES-SHANGHAI NEPTUNE MISSION Đang vận hành VANCOUVER VOLGOGRAD-DONBASS SAKUMA NEW ZEALAND HYBRID PACIFIC INTERTIE NELSON RIVER GOTLAND HVDC LIGHT DIRECTLINK MURRAYLINK CROSS SOUND TROLL EEL RIVER VANCOUVER DAVID A HAMIL SHIN-SHINANO SQUARE BUTTE 17 18 19 CAHORA-BASSA C.U ACARAY B Năm vận hành / nâng cấp / dỡ bỏ Khả tải (MW) Điện áp chiều (kV) quy mơ cơng trình B-B/ line/cable (km) Vị trí cơng trình 2006 2005 2007 2007 2007 2007 350 500 600 3000 600 150 150 400 500 500 500 21 106 360 580 900 102 B-B Estonia-Finland Australia Norway-Netherlands China U.S.A U.S.A 1968 1962 1965/1993 1965/92 1970/84/89/02 1973/93 1999 2000 2002 2002 2004 1972 1977 1977 1977 1977 312 720 300 1240 3100 1854 50 X 60 200 330 X 40 320 370 100 300 500 260 400 X 125 +270/-350 500 +463/-500 60 80 ± 150 150 60 X 80 280 50 125 250 74 470 B-B 612 1361 890 70 59 176 40 70 B-B 74 B-B B-B 749 1978 1979 1981 1920 1128 50 533 411 26 1420 702 B-B Canada Russia Japan New Zealand U.S.A Canada Sweden Australia Australia U.S.A Norway Canada Canada U.S.A Japan U.S.A Mocambique-South Africa U.S.A Paraguay Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện mét chiỊu ë viƯt nam STT Tên cơng trình HVDC Năm vận hành / nâng cấp / dỡ bỏ Khả tải (MW) 20 21 INGA-SHABA EDDY COUNTRY 1982 1983 22 23 24 25 26 27 CHATEAUGUAY BLACKWATER HIGHGATE MADAWASKA MILES CITY OKLAUNION 1984 1985 1985 1985 1985 1985 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 BROKEN HILL CROSS CHANNEL BP 1+2 IPP (INTERMOUNTAIN) ITAIPU ITAIPU2 URUGUAIANAI VIRGINIA SMITH FENNO-SKAN MeNEILL SILERU-BARSOOR VINDHYACHAL RIHAND-DELHI SHIN-SHINANO BALTIC CABLE KONTEK WELSH CHANDRAPUR-RAMAGUNDUM CHANDRAPUR-PADGHE HAENAM-CHEJU LEYTE-LUZON VIZAG MINAMI-FUKUMITZU KIl CHANNEL SWEPOL LINK GRITA HIGASHI-SHIMIZU 1986 1986 1986 1986 1987 1987 1987 1989 1989 1989 1989 1992 1992 1994 1995 1995 1997 1998 1998 1998 1998 1999 2000 2000 2001 2001 54 55 56 MOYLE INTERCONNECTOR TIAN-GUANG THAILAND-MALAYSIA EAST-SOUTH INTERCONNECTOR RAPIDCITYTIE THREE GORGES CHANGZHOU GUI-GUANG THREE GORGESGUANGDONG LAMAR VIZAG KONTI-SKAN AND 2001 2001 2001 40 2000 1920 3150 3150 54 200 572 150 100 500 1500 300 600 600 600 1000 1500 300 440 500 300 1400 600 500 300 2X 250 1800 600 2003 2003 2003 2004 2004 2005 2005 1965/88/2005 57 58 59 60 61 62 63 64 560 200 2X 500 200 200 350 200 220 Điện áp chiều (kV) 500 82 quy mô công trình B-B/ line/cable (km) 1700 B-B Vị trí cơng trình Zaire U.S.A X 140 57 56 140 82 82 x 17 (±8,3 3) 270 500 600 600 18 50 400 42 200 X 69.7 500 125 450 400 162 X 205 500 180 350 205 125 250 450 400 125 B-B B-B B-B B-B B-B B-B Canada U.S.A U.S.A Canada U.S.A U.S.A B-B 71 784 796 796 B-B B-B 234 B-B 196 B-B 814 B-B 255 171 B-B B-B 736 101 443 B-B B-B 102 230 313 B-B Australia France-U.K U.S.A Brazil Brazil Brazil-Uruguay U.S.A Finland-Sweden Canada India India India Japan Sweden-Germany Denmark-Germany U.S.A India India South Korea Philippines India Japan Japan Sweden-Poland Greece-Italy Japan X 250 500 300 64 960 110 Scotland-N.Ireland China Thailand-Malaysia 2000 2X100 3000 3000 500 13 500 500 1400 B-B 890 936 3000 211 500 740 500 63 88 285 900 B-B B-B 150 Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng India U.S.A China China China U.S.A India Denmark-Sweden Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiỊu ë viƯt nam STT Tên cơng trình HVDC 65 66 67 68 SACOI SKAGERRAK 1-3 NELSON RIVER HOKKAIDO-HONSHU 69 70 71 72 73 74 75 VYBORG GOTLAND Il-Ill QUEBEC-NEW ENGLAND GESHA GARABI 1&2 RIVERA SASARAM Đã dỡ bỏ KINGSNORTH DUERNROHR ETZENRIHT VIENNA SOUTH-EAST C Năm vận hành / nâng cấp / dỡ bỏ 1967/85/93 1976/77/93 1978/85 1979/80/93 Khả tải (MW) Điện áp chiều (kV) Vị trí cơng trình 2002 300 1050 2000 600 4X 355 260 2250 1200 2000 70 500 1972/1987 1983/1997 1993/1997 640 550 600 145 160 82 B-B B-B England Austria-Czech Germany-Czech 1993/1997 600 145 B-B Austria-Hungary 1981/82/84/02 1983/87 1986/90/92 1989/90 2000/02 200 250/350 500 250 X 170 (85) 150 500 500 70 quy mơ cơng trình B-B/ line/cable (km) 385 240 940 167 Italy-Corsica-Sardinia Norway-Denmark Canada Japan 205 B-B 98 1500 1046 B-B B-B B-B Russia-Finland Sweden Canada-U.S.A China Argentina-Brazil Uruguay India * Nguồn: Standard Handbook for Electrical Engineers, Fink, Donal G.- McGrawHill Pro Publishing, 2006, page1015 * Chú thích: B-B:trạm Back to Back 1.2 Các thành tựu đạt công nghệ truyền tải điện Từ năm 1980s trở lại đây, phát triển khoa học công nghệ làm cho công nghệ truyền tải điện có bước tiến vượt bậc *) Công nghệ siêu dẫn: Công nghệ siêu dẫn nhiệt độ cao (High-temperature superconducting technology - HTS) có xu hướng phát triển nhanh chóng Dây dẫn sử dụng vật liệu siêu dẫn chịu nhiệt cho phép dẫn dòng lớn gấp 2-3 lần dây dẫn thường Vật liệu siêu dẫn sử dụng cáp điện, điện áp lên đến 138kV Cáp điện siêu dẫn (HTS-cable) phát triển đến hệ thứ (bởi công ty American Superconductor – AMSC, U.S.) Đường dây cáp siêu dẫn dài 600 m, điện áp 138 kV, tải 574 MVA trạm Holbrook với hệ thống điện đảo Long Island Power Authority’s system (USA), dự kiến vận hành năm 2008 Các đường dây không sử dụng dây nhơm lõi composite thay dây nhôm lõi thép thông thường công suất truyền tải gp ln, rt phự hp Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng 10 Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều việt nam cho vic cải tạo hệ thống truyền tải điện thành phố lớn nơi hạn chế hành lang tuyến *) Xu hướng thu nhỏ quy mô hệ thống điện Ở khu vực Bắc Mỹ, tổng công suất hệ thống liên kết phía Đơng 600.000 MW, cơng suất hệ thống liên kết phía Tây 130.000 MW Khi phía bị cố rã lưới có nhiều khả lan truyền sang phía bên Hiện có xu hướng chia hệ thống lớn thành hệ thống điện nhỏ hơn, giúp cho việc quản lý vận hành tốt Các hệ thống nhỏ liên kết với đường dây cao áp chiều (HVDC) qua trạm chuyển đổi Back-to-Back Đối với nước Mỹ, chi phí cho việc vào khoảng đến 10 tỷ USD (theo nghiên cứu hội đồng hợp tác lượng Đông Bắc), so với cố rã lưới năm 2003 gây thiệt hại ước tính tỷ USD dự án đáng quan tâm, phát triển công nghệ điện tử công suất làm giảm giá thành hệ thống truyền tải chiều (HVDC) hệ thống truyền tải xoay chiều linh hoạt (FACTS) Hiện nay, công ty ABB Thụy Sỹ phát triển thành công hệ thống truyền tải điện chiều quy mô nhỏ cỡ khoảng vài chục MW (HVDC Light) với chi phí chấp nhận Hệ thống HVDC Light sử dụng cơng nghệ Transitor cực cổng cách ly (IGBT) có chi phí thấp nhiều so với việc sử dụng Thyristor truyền thống Cơng nghệ IGBT cịn sử dụng trạm chuyển đổi có vai trị nguồn áp (Voltage source converter), giúp giảm cố hệ thống xoay chiều dao động điện áp, sóng hài, bù công suất phản kháng, … Công nghệ HVDC Light ứng dụng Mỹ (đường cáp vượt biển dài 40km – 330 MW nối Connecticut với Long Island), Australia ( 180km – 200 MW nối Murray Link với miền Nam), liên kết Mỹ Mexico (trạm Back-to-Back 36 MW) *) Máy biến đổi tần số (gọi tắt máy biến tần quay) - VFT Hãng GE Energy (Atlanta, US), phát triển máy biến tần VFT – variable frequency transformer – có khả thay đổi tần số góc pha điện áp cách liên tục Cùng với ứng dụng HVDC, máy biến tần quay sử dụng để liên kết hệ thống điện không đồng Hiện máy biến tần quay sử dụng để liên kết hệ thống điện không đồng bộ, Québec (Canada) Laredo (Texas) Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng 11 Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều ë viƯt nam Ngồi liên kết hệ thống khơng đồng bộ, máy biến tần quay phát triển công nghệ ứng dụng truyền tải công suất hệ thống điện đồng bộ, trường hợp này, VFT đóng vai trị điều chỉnh góc pha, sử dụng lần hệ thống liên kết Pennsylvania với trung tâm New York, công suất 300 MW Ba gói dự án khác với tổng cơng suất 900 MW thực nối Linden (New Jersey) với New York (vận hành 2009) *) Ứng dụng ETO-Thyristor FACTS and HVDC Phịng thí nghiệm Sandia National Lab (U.S.) phát triển thành công loại ETO Thyristor (Emitter turnoff Thyristor), có khả phản ứng nhanh (5kHz), chịu dòng lớn (4kA) điện áp cao (6kV), có giá thành thấp nhiều so với Thyristor thông thường Đây loại Thyristor lý tưởng cho hệ thống điều khiển FACTS chuyển đổi HVDC ETO-Thyristor phát triển bù tĩnh (STATCOM), đóng vai trị hấp thu cố lưới điện (Grid shock Absorber) *) Điều khiển dòng cố Cùng với gia tăng quy mơ hệ thống điện, dịng ngắn mạch tăng lên, dẫn đến yêu cầu cần phải thay thiết bị vận hành Điều đỏi hỏi chi phí lớn Có cách khác để khơng phải nâng cấp thay thiết bị, sử dụng Bộ giới hạn dòng cố - Fault current limiter (FCL) – phối hợp hoạt động cuộn dây cảm kháng thấp cáp siêu dẫn chịu nhiệt (High-Temperature Superconductor cable- HTS cable) Các giới hạn dòng cố lắp đặt thử nghiệm Mỹ Nhật Bản Các công ty sản xuất vật liệu điện siêu dẫn Mỹ phát triển loại cáp điện sử dụng ổn định trở kháng cao (high-Resistance stabilizer cable) Loại cáp có đặc điểm, trạng thái bình thường, dịng điện chạy lớp vật liệu siêu dẫn HTS, xảy cố, lớp trở kháng cao hoạt động cách ly cố, hết cố, lớp siêu dẫn lại hoạt động bình thường Nhìn chung, phát triển cơng nghệ điện tử cơng suất có ảnh hưởng lớn tới công nghệ truyền tải điện quan điểm truyền tải Truyền tải điện chiều dần ý ưu điểm cách ly cố xoay chiều, liên kết hệ thống điện không đồng bộ, khả tải công suất lớn, hành lang tuyến chi phí đầu tư ngày cng gim Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng 12 Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiỊu ë viƯt nam *) Những nỗ lực phát triển truyền tải điện siêu cao áp chiều xoay chiều: Hiện nay, công nghệ truyền tải điện xoay chiều tới 800 kV làm chủ với 25 năm kinh nghiệm, ngun tắc, khơng cịn rào cản kỹ thuật Công nghệ truyền tải chiều +/- 600 kV làm chủ (kinh nghiệm 20 năm), riêng cấp điện áp +/- 600 kV cần phát triển thêm, chủ yếu thử nghiệm thiết bị trạm chuyển đổi Còn đường dây tải điện, thông số thiết kế cho loại truyền tải hoàn toàn xác định Theo thống kê, làm liệt hệ thống truyền tải siêu cao áp chiều +/- 600 kV hồn thành thiết kế năm, cịn hệ thống EHVAC thiết kế xong năm 1.3 Các yêu cầu kỹ thuật tryền tải điện siêu cao áp chiều 1.3.1 Thành phần Thành phần thiếu chuyển đổi công suất điện cao áp chiều (HVDC) Valve Nếu Valve cấu tạo từ nhiều diodes cơng suất mắc nối tiếp gọi Valve không điều khiển được, cấu tạo từ chuỗi thyristor gọi Valve điều khiển Ký hiệu valve theo IEC (International Electrotechnical Commission) hình vẽ sau: Valve khơng điều khiển Valve điều khiển (cấu tạo từ Diode) (cấu tạo từ Thyristor) Phòng phát triển hệ thống điện Viện lợng 13 Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều viƯt nam Cầu chỉnh lưu khơng điều khiển Cầu chỉnh lưu điều khiển Hình : 1: Ký hiệu Valve cầu chỉnh lưu Cầu chỉnh lưu tiêu chuẩn gồm valve xếp thành dãy minh họa hình sau: Hình : 2: Cấu hình mạch chuyển đổi gồm nhóm van xung nối với MBA đấu Yo/Y Hầu hết hệ thống chuyển đổi công suất cao áp chiều sử dụng Thyristor dùng cấu hình cầu chỉnh lưu 12 xung Phßng phát triển hệ thống điện Viện lợng 14 Đề tài nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khả ứng dụng truyền tải điện chiều việt nam Hình : 3: Cấu hình chỉnh lưu 12 xung, sử dụng MBA đấu Yo/Y Yo/D Trong cấu hình trên, điện áp xoay chiều cấp cho nhóm Valves xung, tổng hợp lại, ta có nhóm valve chỉnh lưu 12 xung lệch pha 300, làm triệt tiêu dòng điện thứ tự thứ tự phía xoay chiều, thứ tự phía chiều, làm giảm chi phí cho lọc sóng hài phía xoay chiều chiều so với chỉnh lưu xung Nhìn vào hình 3, trạm chuyển đổi sử dụng cấu hình chỉnh lưu 12 xung, ta có nhóm, nhóm gồm Valves theo chiều thẳng đứng Mỗi nhóm Valves mắc nối tiếp, xếp thành khối thẳng đứng Điện áp làm việc Thyristor vào khoảng vài kV (