Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.
Stromtransport quer durch Europa Globale Schlüsseltechnologie – HGÜ Dr Andrew Paice,  ABB Schweiz AG, Forschungszentrum, 2...
<ul><li>Was ist  Strom ? </li></ul><ul><li>Entwicklung des Stromsystems – Stromkrieg </li></ul><ul><li>Gleichstrom oder We...
Was ist  Strom ? Die Bewegung von geladenen Teilchen <ul><li>Elektrischer Strom ist die Bezeichnung für die gerichtete Bew...
Gleichstrom oder Wechselstrom Vorteile, Nachteile, Unterschiede <ul><li>Gleichstrom </li></ul><ul><ul><li>Erzeugung / Spei...
Gleichstrom oder Wechselstrom – der Stromkrieg Entwicklung des Stromsystems / Wettkampf Gleichstrom-Wechselstrom <ul><li>A...
Aufgaben des modernen Stromsystems Kapazität , Verfügbarkeit , Effizienz und Zukunftsfähigkeit © ABB Group  April 13, 2011...
Einflussfaktoren auf die Netzentwicklung  Mögliche Lösungen <ul><li>Steigende Energienachfrage mit einer steigenden Propor...
Neue Herausforderungen Integration erneuerbarer Energiequellen <ul><li>Standortanbindung der Primärenergie (HV, MV, LV) </...
Neue Lösungen für die Energieübertragung – HGÜ Leistungselektronik ermöglicht die Hochspannungs-Umwandlung AC / DC <ul><li...
<ul><li>1954 </li></ul>© ABB Group  April 13, 2011  | Slide  Die Geschichte von HGÜ Pioniergeist von ASEA, BBC und nun ABB...
HGÜ-Projekte von ABB  Weltweite Erfahrung © ABB Group  April 13, 2011  | Slide  1954: Erste kommerzielle HVDC mit Quecksil...
Was ist ein Hochspannungsgleichstrom-Übertragungssystem? © ABB Group  Slide  08MR0045 Kundennetz Kundennetz HGÜ-Umrichter-...
HGÜ – Neue Lösungen für die Energieübertragung  HGÜ-Unterwerk, Gebäude <ul><li>HGÜClassic 300 – 6,400 MW Thyristor </li></...
HGÜ – Neue Lösungen für die Energieübertragung  Technologie: Überland- und Unterseekabel <ul><li>Leiter aus Aluminium oder...
Der richtige Einsatz von HGÜ Höhere Fixkosten, tiefere Variabelkosten bei grosser Entfernung <ul><li>Der Vergleich: HGÜ – ...
HGÜ wird sich weiterentwickelt und durchsetzen   Ein Netz kann entstehen <ul><li>Heute wird Wechselstrom für die Übertragu...
© ABB Group  April 13, 2011  | Slide
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

Dr. Andrew Paice, Abteilungsleiter Forschungszentrum ABB

2.246 Aufrufe

Veröffentlicht am

Stromtransport quer durch Europa
Globale Schlüsseltechnologien

  • Als Erste(r) kommentieren

  • Gehören Sie zu den Ersten, denen das gefällt!

Dr. Andrew Paice, Abteilungsleiter Forschungszentrum ABB

  1. 1. Stromtransport quer durch Europa Globale Schlüsseltechnologie – HGÜ Dr Andrew Paice, ABB Schweiz AG, Forschungszentrum, 2011-04-12 © ABB Group April 13, 2011 | Slide
  2. 2. <ul><li>Was ist Strom ? </li></ul><ul><li>Entwicklung des Stromsystems – Stromkrieg </li></ul><ul><li>Gleichstrom oder Wechselstrom – Vorteile, Nachteile </li></ul><ul><li>Aufgaben eines modernen Stromsystems </li></ul><ul><li>Neue Herausforderungen bei der Integration erneuerbarer Energiequellen </li></ul><ul><li>Neue Lösungen für die Energieübertragung – HGÜ </li></ul><ul><ul><li>Die Geschichte von HGÜ </li></ul></ul><ul><ul><li>Die Technologie </li></ul></ul><ul><ul><li>Vorteile und richtiger Einsatz von HGÜ </li></ul></ul><ul><li>Schlusswort </li></ul>Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung Inhalt © ABB Group April 13, 2011 | Slide
  3. 3. Was ist Strom ? Die Bewegung von geladenen Teilchen <ul><li>Elektrischer Strom ist die Bezeichnung für die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern, zum Beispiel Elektronen oder Ionen </li></ul><ul><ul><li>Elektronen, die durch einen Draht fliessen, erzeugen Strom </li></ul></ul><ul><li>Messungen: </li></ul><ul><ul><li>Strom wird in Amperes gemessen – die Geschwindigkeit, mit der die Ladung fliesst </li></ul></ul><ul><ul><li>Spannung wird in Volts gemessen – die Arbeit (Energie), die nötig ist, um ein geladenes Partikel in einem elektrischen Feld zu bewegen </li></ul></ul><ul><li>Wir unterscheiden zwischen Wechsel strom und Gleich strom </li></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide <ul><li>Analogie elektrischer Strom & Wasserstrom </li></ul><ul><li>Strom = Fluss </li></ul><ul><li>Höhe oder Druck = Spannung </li></ul>
  4. 4. Gleichstrom oder Wechselstrom Vorteile, Nachteile, Unterschiede <ul><li>Gleichstrom </li></ul><ul><ul><li>Erzeugung / Speicherung in Batterien </li></ul></ul><ul><ul><li>Verwendung in Elektronik </li></ul></ul><ul><ul><li>Umwandlung nur mit Leistungselektronik </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Aufwendig, hohe Verluste </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Lineare Verluste über Leitung </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Leitung oder Kabel, Wasser oder Luft </li></ul></ul></ul><ul><li>Wechselstrom </li></ul><ul><ul><li>Erzeugung mit Generatoren </li></ul></ul><ul><ul><li>Verwendung in Motoren </li></ul></ul><ul><ul><li>Leichte Umwandlung der Spannung </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Transformatoren </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Verlust abhängig von Leitung und Länge, Blindstrom </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Kabel und Wasser ungünstig </li></ul></ul></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide Leistung = V I Verlust = R I 2 Doppelte Spannung  Ein Viertel der Verluste
  5. 5. Gleichstrom oder Wechselstrom – der Stromkrieg Entwicklung des Stromsystems / Wettkampf Gleichstrom-Wechselstrom <ul><li>Am Anfang war Gleichstrom </li></ul><ul><ul><li>Ende 1790 Entdeckung der Batterie – Alessandro Volta </li></ul></ul><ul><ul><li>Bis 1880 Nutzung des Stroms für Telegraphie und Galvanik mittels Batterien </li></ul></ul><ul><ul><li>1866 – Werner von Siemens entdeckte dynamoelektrisches Prinzip (Gleichstrom) </li></ul></ul><ul><ul><li>Ab 1880 – Entwicklung der Glühbirne und damit steigernde Strombedarf für die Beleuchtung in Privathaushalt und Öffentlichkeit </li></ul></ul><ul><ul><li> Am Anfang gibt es wegen höherer Verluste viele Generatoren und kleine Teilnetze </li></ul></ul><ul><li>George Westinghouse erkannte eine Ausweg – höhere Spannungen mit einfacher Umwandlung mittels Transformatoren. Höhere Spannung  niedrige Verluste Frequenz ab 40Hz gewählt, um das Flimmern zu reduzieren. </li></ul><ul><li>Entscheidung in 2 Akten: </li></ul><ul><ul><li>25. August 1891: Inbetriebnahme der Drehstromübertragung Lauffen-Frankfurt </li></ul></ul><ul><ul><li>1893: Westinghouse lieferte ein Wechselspannungssystem und Glühbirnen für die Weltausstellung in Chicago </li></ul></ul><ul><li>Das Netz entwickelte sich weiter als Wechselstrom-Netz </li></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide <ul><li>1875 – 1900 Gleichstrom-Ära </li></ul><ul><li>Block- und Stadtzentralen </li></ul><ul><li>Nutzung Wasserkraft </li></ul><ul><li>Kraftstromüber-tragung </li></ul><ul><li>1900 Entwicklung der Wechselstrom-systeme </li></ul><ul><li>Ausbau von Elektrische Netze für die Industrie </li></ul><ul><li>Einfluss 1. & 2. Weltkriege </li></ul><ul><li>Vermaschung auf HS-Ebene – national und international. </li></ul>Thomas Edison George Westinghouse
  6. 6. Aufgaben des modernen Stromsystems Kapazität , Verfügbarkeit , Effizienz und Zukunftsfähigkeit © ABB Group April 13, 2011 | Slide Erzeugung  Übertragung  Verteilung  Verbrauch
  7. 7. Einflussfaktoren auf die Netzentwicklung Mögliche Lösungen <ul><li>Steigende Energienachfrage mit einer steigenden Proportion des Anteils an elektrischer Energie </li></ul><ul><ul><li>Mehr Stromerzeugung oder reduzierter Bedarf </li></ul></ul><ul><li>Verbesserung der Verfügbarkeit </li></ul><ul><ul><li>Ausbau der Infrastruktur, Einführung neuer Netz-Automatisierungstechnologien </li></ul></ul><ul><li>Beachtung von Umweltaspekten und globaler Erwärmung </li></ul><ul><ul><li>Energieeffizienz </li></ul></ul><ul><ul><li>Erneuerbare Energiequellen </li></ul></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide
  8. 8. Neue Herausforderungen Integration erneuerbarer Energiequellen <ul><li>Standortanbindung der Primärenergie (HV, MV, LV) </li></ul><ul><ul><li>Standorte oft weit entfernt von Lastzentren </li></ul></ul><ul><ul><li>Weiträumige Mischung unterschiedlicher Quellen zur Reduktion der Volatilität, z.B. Wind im Norden, Sonne im Süden </li></ul></ul><ul><li>Resultat: erhöhter Übertragungsbedarf </li></ul><ul><ul><li>Höhere Leistungen, längere Distanzen </li></ul></ul><ul><ul><li>Auswahl zwischen Kabel / Freileitung und Unterwasser-Kabel wird nötig </li></ul></ul><ul><ul><li>Effizienz und Wirtschaftlichkeit stehen im Vordergrund </li></ul></ul><ul><li>Einschränkungen Hochspannungswechselstrom (AC): </li></ul><ul><ul><li>Aufbau Blindleistung über längere Distanzen: Phasenschieber / SVC nötig </li></ul></ul><ul><ul><li>Unterwasserkabel nicht praktikabel </li></ul></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide 2009 Source: es.dk EWEA Offshore Factsheet 2009
  9. 9. Neue Lösungen für die Energieübertragung – HGÜ Leistungselektronik ermöglicht die Hochspannungs-Umwandlung AC / DC <ul><li>Vorteile der Gleichstromübertragung (DC): </li></ul><ul><ul><li>Die Verbindung von asynchronen Netzen </li></ul></ul><ul><ul><li>Die Übertragung per Kabel über Land oder durchs Wasser </li></ul></ul><ul><ul><li>Die Bereitstellung von System-dienstleistungen – z.B. Stabilität </li></ul></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide Brazil 60 Hz Argentina 50 Hz <ul><li>Die moderne HGÜ-Technologie (HVDC Light / VSC) ermöglicht: </li></ul><ul><ul><li>Steuerung des Leistungsflusses </li></ul></ul><ul><ul><li>Verbindung (Offshore-)Windparks </li></ul></ul><ul><ul><li>Versorgung von isolierten Lasten </li></ul></ul><ul><ul><li>Betreibung von kommerziellen Übertragungsleitungen </li></ul></ul>
  10. 10. <ul><li>1954 </li></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide Die Geschichte von HGÜ Pioniergeist von ASEA, BBC und nun ABB 2010 <ul><li>Die Gotland HGÜ- Unterwasser-Kabel-verbindung: Erstes kommerzielles Projekt </li></ul><ul><ul><li>20 MW ± 100 kV 98 km </li></ul></ul><ul><li>Das Xiangjiaba-Shanghai Projekt: Inbetriebnahme Juli </li></ul><ul><ul><li>6,400 MW ± 800 kV 2000 km <7% Verluste </li></ul></ul><ul><li>In der Zwischenzeit </li></ul><ul><li>61 HGÜ Classic und 15 HGÜ Light Projekte </li></ul><ul><li>14 HGÜ upgrade Projekte </li></ul><ul><li>Immer wieder Technologiesprünge </li></ul><ul><li>Vorteile für EVUs, Industrie und Energiekunden </li></ul>
  11. 11. HGÜ-Projekte von ABB Weltweite Erfahrung © ABB Group April 13, 2011 | Slide 1954: Erste kommerzielle HVDC mit Quecksilberdampf-gleichrichter 1970: Erste Thyristor-Ventile für HVDC 1980: Die grösste Leistung, Itaipu 6.300 MW 1997: Erste kommerzielle HVDC Light Installation 2007: 800 kV UHVDC verfügbar 2008: NorNed, das längste Seekabel geht in Betrieb 56 HVDC Classic Projecte seit 1954 14 HVDC Classic Upgrades seit 1990 15 HVDC Light Projecte seit 1997 Troll Nelson River 2 CU-project Vancouver Island Pole 1 Pacific Intertie Pacific Intertie Upgrading Pacific Intertie Expansion Intermountain Blackwater Rio Madeira Inga-Shaba Brazil-Argentina Interconnection I&II English Channel Dürnrohr Sardinia-Italy Highgate Châteauguay Quebec- New England Skagerrak 1-3 Konti-Skan Baltic Cable FennoSkan 1&2 Kontek SwePol ChaPad Rihand-Delhi Vindhyachal Sakuma Gezhouba-Shanghai Three Gorges-Shanghai Leyte-Luzon Broken Hill New Zealand 1&2 Gotland Light Gotland 1-3 Murraylink Eagle Pass Tjæreborg Hällsjön Directlink Cross Sound Italy-Greece Rapid City Vizag II Three Gorges-Guandong Estlink Valhall Cahora Bassa Sapei Square Butte Sharyland Three Gorges-Changzhou Outaouais Caprivi Link Hülünbeir- Liaoning Lingbao II Extension Xiangjiaba-Shanghai BorWin1 NorNed Apollo Upgrade EWIC IPP Upgrade Itaipu DolWin1 NordBalt
  12. 12. Was ist ein Hochspannungsgleichstrom-Übertragungssystem? © ABB Group Slide 08MR0045 Kundennetz Kundennetz HGÜ-Umrichter-Station > 300 MW, Classic HGÜ-Umrichter-Station < 1200 MW, Light Freileitung zwei Leiter Unterwasserkabel Land- oder Unterwasser-Kabel HGÜ-Umrichter-Station > 300 MW, Classic HGÜ-Umrichter-Station < 1200 MW, Light Leistungs- / Energieflussrichtung Kundennetz Kundennetz
  13. 13. HGÜ – Neue Lösungen für die Energieübertragung HGÜ-Unterwerk, Gebäude <ul><li>HGÜClassic 300 – 6,400 MW Thyristor </li></ul><ul><ul><li>600 MW </li></ul></ul><ul><ul><li>200 x 120 x 22 m </li></ul></ul><ul><ul><li>6 acres </li></ul></ul><ul><li>HGÜLight 50 – 1,200 MW – Transistor / IGBT </li></ul><ul><ul><li>550 MW </li></ul></ul><ul><ul><li>120 x 50 x 11 m </li></ul></ul><ul><ul><li>1, 5 acres </li></ul></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide <ul><li>HGÜ-Unterwerke sind grösser als ein normales Unterwerk vergleichbarer Leistung </li></ul>
  14. 14. HGÜ – Neue Lösungen für die Energieübertragung Technologie: Überland- und Unterseekabel <ul><li>Leiter aus Aluminium oder Kupfer </li></ul><ul><li>Dreifach extrudiertes Isolationssystem </li></ul><ul><ul><li>Innere Leitschicht </li></ul></ul><ul><ul><li>HGÜ-Polymer-Isolierung </li></ul></ul><ul><ul><li>Äussere Leitschicht </li></ul></ul><ul><li>Kupferdraht Abschirmung und / oder Bleimantel </li></ul><ul><li>Stahldrahtschutz oder Aluminium-Laminat </li></ul><ul><li>Aussenmantel aus PE oder Polyethylen-Garn </li></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide 1997 Hellsjön ± 10 kV 3 MW 2000 Directlink, 354 km ± 80 kV, 60 MW 2001 Murraylink, 360 km ± 150 kV, 220 MW 2009 ± 320 kV, 1,200 MW 2004 Estlink, 210 km ± 150 kV, 350 MW
  15. 15. Der richtige Einsatz von HGÜ Höhere Fixkosten, tiefere Variabelkosten bei grosser Entfernung <ul><li>Der Vergleich: HGÜ – HV Wechselstrom : </li></ul><ul><li>Unterwerke: </li></ul><ul><ul><li>HGÜ Grösser, mehr Verluste </li></ul></ul><ul><li>Kabel / Leitung </li></ul><ul><ul><li>HGÜ braucht weniger Kabel / Leitung </li></ul></ul><ul><ul><li>HGÜ kann Unterwasser verlegt werden </li></ul></ul><ul><ul><li>Weniger Verluste </li></ul></ul><ul><li>Investitionskosten </li></ul><ul><ul><li>HGÜ teurere Unterwerke, aber billiger Leitung pro Kilometer </li></ul></ul><ul><li>HGÜ sind bisher Punkt-zu-Punkt- oder Multi-Terminal-Verbindungen. Noch können wir kein Netz bauen. </li></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide
  16. 16. HGÜ wird sich weiterentwickelt und durchsetzen Ein Netz kann entstehen <ul><li>Heute wird Wechselstrom für die Übertragung und Verteilung von elektrischer Leistung genutzt – dank der einfachen Spannungsumwandlung </li></ul><ul><li>Wegen der Integration erneuerbarer Energiequellen brauchen wir </li></ul><ul><ul><li>noch höhere Übertragungsleistungen, </li></ul></ul><ul><ul><li>über längere Distanzen mit </li></ul></ul><ul><ul><li>zusätzlichen Kabeln / Freileitungen und Unterwasser-Kabeln und </li></ul></ul><ul><ul><li>mehr Effizienz und Wirtschaftlichkeit </li></ul></ul><ul><li>Dann kommen die Hochspannungs-Wechselstrom-Leitungen an ihre Grenzen. Gleichstrom würde es bei genügend hohen Spannungen schaffen. </li></ul><ul><li>Mit moderner Leistungselektronik ist die Umwandlung AC/DC, DC/DC, AC/DC möglich </li></ul><ul><li>In die Zukunft werden wir immer mehr HGÜ brauchen, bis vielleicht ein Netz entsteht. </li></ul>© ABB Group April 13, 2011 | Slide
  17. 17. © ABB Group April 13, 2011 | Slide

×