Trasmettitore di tensione HVDC PLUS

Panoramica
I sistemi di trasmissione in corrente continua ad alta tensione (HVDC) sono sempre più centrali nelle reti elettriche moderne a causa della decarbonizzazione, digitalizzazione e della crescita delle risorse distribuite e basate su inverter. HVDC PLUS® di Siemens Energy è una soluzione HVDC VSC basata su MMC che consente trasmissioni efficienti a lunga distanza, integrazione delle rinnovabili e funzioni avanzate di stabilizzazione della rete.

Proposta chiave
HVDC PLUS® trasmette grandi quantità di energia su lunghe distanze con elevata efficienza, supporta l’integrazione delle rinnovabili e offre funzioni di controllo avanzate per migliorare la stabilità della rete. Completa soluzioni FACTS e di storage e supporta la modernizzazione e la resilienza della rete.

Casi d’uso e applicazioni principali

• Trasmissione punto a punto a lunga distanza tramite cavi DC o linee aeree DC.
• Connessione di generazione rinnovabile remota (parchi eolici offshore/onshore) o carichi remoti alle reti AC.
• Facilitazione dell’integrazione rinnovabile e del trading energetico transfrontaliero.
• Collegamenti HVDC integrati per alimentazione di centri urbani e grandi interconnettori.
• Connessione di reti asincrone o con frequenze diverse e funzione di firewall contro blackout a cascata.
• HVDC multiterminale per raccogliere energia da più siti e distribuirla a diversi centri di carico.

Configurazioni HVDC PLUS®
Monopolo simmetrico
Il monopolo simmetrico utilizza conduttori DC completamente isolati che operano a tensioni uguali e opposte rispetto a terra, riducendo le correnti di ritorno a terra e consentendo l’uso di trasformatori AC standard. Limita l’immissione di correnti di guasto polo-a-terra dalle reti AC e offre scalabilità comprovata.

• Adatto per trasmissione HVDC punto a punto con due stazioni di conversione.
• Applicabile con cavi DC sottomarini/sotterranei o linee aeree DC.

Bipolo
Il bipolo offre maggiore capacità e flessibilità rispetto al monopolo simmetrico. Principali varianti:

• Bipolo con ritorno metallico (DMR) — conduttore metallico usato come percorso di ritorno per ridurre i requisiti di isolamento.
• Bipolo con elettrodo — elettrodi terra/sea usati durante operazioni monopolo asimmetriche (manutenzione/guasti).
• Bipolo rigido — due conduttori con polarità opposte senza percorso di ritorno normale; conveniente per trasmissione via cavo a lunga distanza.

Ciascun design bipolare include apparecchiature di manovra DC dedicate per aumentare la ridondanza e permettere il funzionamento continuo se un polo è fuori servizio.

Campi di applicazione speciali

• HVDC multiterminale — integrazione flessibile di più stazioni di conversione per raccolta e distribuzione (es. più parchi offshore verso più centri di carico).
• HVDC back-to-back — stazioni di conversione vicine per conversione di frequenza o interconnessione asincrona senza linea di trasmissione DC.

Caratteristiche e vantaggi di HVDC PLUS®

• Controllo indipendente e flessibile della potenza attiva e reattiva (operazione a quattro quadranti).
• Controllo preciso della tensione AC per supportare reti AC deboli; possibile funzionamento come STATCOM autonomo senza linea DC.
• Affidabile capacità di fault-ride-through con contributo di corrente reattiva.
• Funziona da firewall contro disturbi di sistema e blackout a cascata.
• Supporta sistemi multiterminale con convertitori half-bridge e full-bridge e convertitori in parallelo per capacità scalabile e ridondanza.
• Prestazioni robuste in condizioni di basso SCR; adatto sia per cavi DC che per linee aeree.
• Supporta il ripristino della rete AC e le capacità di black-start / SRAS.

Contesto tecnologico
Siemens Energy ha introdotto la tecnologia MMC sul mercato nel 2007 e ha messo in servizio il primo HVDC basato su MMC nel 2010. Il VSC HVDC basato su MMC è oggi lo standard di settore, offrendo un ingombro compatto, capacità grid-forming e minori armoniche rispetto agli approcci LCC storici.

Riferimenti ed esperienza
Siemens Energy è pioniere nella tecnologia HVDC con oltre 50 anni di esperienza e quasi 60 progetti HVDC in più di 25 paesi, inclusi numerosi progetti Classic® (LCC) e un portafoglio rilevante di implementazioni HVDC PLUS®.

Materiali aggiuntivi
Sono disponibili brochure prodotto e flyer di riferimento (PDF) che descrivono in dettaglio caratteristiche, configurazioni e riferimenti di HVDC PLUS®.

Specifiche tecniche

• Piattaforma: HVDC PLUS® (tecnologia VSC basata su MMC).
• Tecnologie di convertitore: Convertitore modulare multilevel (MMC) con opzioni half-bridge e full-bridge; VSC basato su IGBT per modalità grid-forming e grid-following.
• Opzioni di configurazione: Monopolo simmetrico, Bipolo (DMR, elettrodo, rigido), Multiterminale, Back-to-back.
• Capacità: Controllo potenza attiva/reattiva, funzionamento STATCOM, fault-ride-through, funzionamento a basso SCR, supporto black-start / SRAS.
• Applicazioni: Trasmissione a lunga distanza (sottomarina/sotterranea/aerea), integrazione rinnovabili, interconnettori, alimentazione centri urbani, collegamenti asincroni, reti multiterminali.
• Benefici operativi: Riduzione delle perdite su lunghe distanze, maggiore stabilità di rete, mitigazione correnti di ritorno a terra (monopolo simmetrico), capacità scalabile e ridondanza tramite convertitori paralleli e apparecchiature DC.
• Impronta di progetto comprovata: Decenni di realizzazioni HVDC e numerosi deployment HVDC PLUS® nel mondo.