JPH10285808A - 送電用プラント - Google Patents
送電用プラントInfo
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- JPH10285808A JPH10285808A JP10074611A JP7461198A JPH10285808A JP H10285808 A JPH10285808 A JP H10285808A JP 10074611 A JP10074611 A JP 10074611A JP 7461198 A JP7461198 A JP 7461198A JP H10285808 A JPH10285808 A JP H10285808A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between AC networks via high-voltage DC [HVDC] links; Arrangements for transfer of electric power between generators and networks via HVDC links
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract
直流網と各ステーションを介して接続されている少なく
とも2つの交流電圧網との間で電力を送電するプラント
を得る。 【解決手段】 プラントに含まれる高圧直流(HVD
C)用直流網(1)との間で電力を送電するプラントに
おいて、各ステーション(4,5)を介して直流網に接
続されている少なくとも2つの交流網(6,7)があ
る。ステーションは、直流網と交流網との間で送電を行
う。プラントは、一方で直流を交流にまたその逆に変換
する各ステーション内の少なくとも1つの電圧源変換器
(VSC)(8,9)の構成と、他方でポリマ系絶縁層
に囲まれた導体を有しステーションを相互接続する直流
網を形成する少なくとも1つのケーブル(2,3)の構
成との組合せを含んでいる。
Description
る高圧直流(HVDC)用直流網と各ステーションを介
して接続されている少なくとも2つの交流網との間で送
電を行うプラントに関する。
では、100kmにも及ぶ非常に長い距離に配置される
ことがある、前記ステーションを相互接続する直流網を
実現するために非絶縁架空線が主として使用されてい
る。しかしながら、このような架空線は、それらが配置
されている土地やそこの生き物に及ぼす憂慮すべき影響
がかなり大きい。代替策は、油浸紙により形成された厚
い絶縁層に囲まれた内部導体を有するケーブルを使用す
ることであるが、このようなケーブルは、費用がかかる
ため架空線の現実的な代替策を構成することはない。導
体およびそれを囲むポリマー系絶縁層を有するケーブル
を使用して高圧直流(HVDC)を送電する実験が行わ
れてきたが、絶縁層内に空間電荷が生成されてブレーク
スルーを生じ、それにより直流網と交流網との間で送電
される電力の給電方向が変えられる時にケーブルの導体
が極性変化を受けてケーブルが絶縁破壊するため、この
種のケーブルを高圧直流(HVDC)の送電に使用する
のは非常に問題であることがこれらの実験で判った。こ
れらの問題により、陸上の高圧直流(HVDC)送電に
は架空線が使用され、水で隔てられた陸上領域間で送電
を行う海上ケーブルとして特製の絶縁シートを有するケ
ーブルが使用されている。
した問題が大幅に低減される、序文に明記された種類の
プラントを提供することである。
って、一方で直流を交流へまたその逆を変換する各ステ
ーション内の少なくとも1つの電圧源変換器(VSC)
構成と、他方で導体を囲むポリマ系絶縁層を有しステー
ションを相互接続する直流網を形成する少なくとも1つ
のケーブル構成とを、このようなプラント内で組み合わ
せることにより達成される。
れる。ターンオフ型の電力半導体デバイスを利用した、
プラントのステーションにおいて直流を交流にまたその
逆を変換する電圧源変換器(VSC)を使用することに
より、直流網の導体の極性変化は行われず、そのため絶
縁層に囲まれた導体を有するケーブルを使用する時の空
間電荷効果により生じる前記したブレークスルーおよび
ケーブルの絶縁破壊の問題は発生しなくなる。このよう
にして、発明者は前記した実験により与えられる反対方
向の信号にもかかわらず、前記組合せにおける空間電荷
の問題がほぼ消滅するため、この種のケーブルを使用で
きることを確信した。この種のケーブルは、従来交流送
電に使用されてはいるが、直流送電の場合よりも著しく
厚い絶縁層を設けなければならず、そのためこの種のケ
ーブルを介した高圧直流送電の線路コストは、このよう
なケーブルによる交流送電に対して著しく低下すること
ができる。
の種のケーブルは、高圧直流送電に関する限り、油浸紙
系絶縁層に囲まれた導体を有する前記したケーブルより
も遥かに低コストで製造することができる。それは、こ
のようなケーブルがコストの観点から魅力的である架空
線の代替策となり、コストに関して実質的にいかなる否
定的結果も生じることなく、このような架空線のあらゆ
る不具合を免れる可能性があることを意味する。
れたポリマ系絶縁層に囲まれた導体を有するケーブル
を、直流網とステーションにおいて接続された交流網と
の間で送電を行う電圧源変換器(VSC)とステーショ
ンにおいて組み合わせることにより、高圧直流送電に使
用することができるという考えに基づいている。前記し
た空間電荷問題は、まさに、この組合せにより非常に弱
められ、それは本発明の本質でもあるが、任意のいかな
る標準材料のポリマ系絶縁層でも使用できるのではな
く、耐電容量、絶縁容量等のケーブルの最適特性を得て
ブレークスルーを回避するために、特にこの応用のため
に開発された材料をこの種のプラントに使用しなければ
ならないことを強調する。
ーブルは押出しケーブルである。このようなケーブル
は、プラント内のステーションにおいて電圧源変換器
(VSC)と組み合わせて高圧直流送電に使用するのに
非常に有利なコストおよび品質で製造することができ
る。
ポリマ系絶縁層を有するケーブルを使用して、各ステー
ションが直流を交流に変換しその逆の変換も行う少なく
とも1つの電圧源変換器(VSC)を有する、高圧直流
(HVDC)送電におけるステーションを相互接続する
直流網を形成することにも関連している。本発明に従っ
た、このような新しい使用方法の利点は、本発明に従っ
たプラントの前記説明から極めて明らかである。
送電プラントを図1に示し、2つのステーション4,5
を相互接続するポリマ系絶縁層に囲まれた内部導体を有
する2つのケーブル2,3、例えば押出しケーブルを有
する高圧直流(HVDC)用直流網1を含んでおり、こ
れらのステーションは、直流網1と各ステーションに接
続された交流網6,7との間で送電を行うようにされて
いる。ここでは交流網は三相であるが、他の相数も考え
られる。一方のケーブル2は、直流網の直流電圧の半分
の正電位とされ、他方のケーブルは、直流電圧の半分の
負電位とされている。直流電圧は、動作時に典型的に
は、50−500kVである。
源変換器8,9(VSC)だけを介して図示されてい
る。もちろん、1つのステーションは、このような変換
器を複数含むことも考えられる。各VSCは、従来のよ
うに、直列接続されたターンオンおよびターンオフ型の
ブレーカの分岐からなる、好ましくはIGBT形式のい
わゆるバルブおよびそれに逆並列接続されたダイオード
を含んでいる。1つのバルブ内で多数のIGBTを、例
えば、直列接続して1つのブレーカとして機能するよう
に同時にターンオンおよびターンオフさせ、バルブの両
端間電圧が直列接続された、さまざまなブレーカ間に分
布されるようにすることができる。ブレーカの制御は、
従来の方法でパルス幅変調(PWM)により実施され
る。
相互距離に配置されることがある。
用すれば、直流網と交流網との間で給電方向を変える場
合にバルブを流れる電流の方向を変えるだけでよく、従
来必要とされたケーブルの極性変化の分離における空間
電荷によるブレークスルーやケーブルの絶縁破壊の問題
は生じない。それは導体を囲むポリマー系絶縁層を有す
るケーブルを使用して2つのステーション4,5を接続
できることを意味する。このようなケーブルは、主とし
て複雑な製造工程のため非常に高価である、これまでの
高圧直流(HVDC)送電ケーブルよりも遥かに低廉で
ある。したがって、架空線の価格範囲のケーブルを使用
することができ、環境問題をなんら生じることなく、こ
のようなケーブルを構成するのは架空線よりも著しく容
易である事実により、大概の場合は架空線よりも好まれ
る。
つのケーブル2が、アースリターン回路10を設けた、
2つのステーション4,5を接続するという事実により
図1に示すものとは異なる本発明に従ったプラントのも
う1つの好ましい実施例を図2に示す。したがって、ケ
ーブル2は、ここでは直流電位である。
圧直流(HVDC)を通す内部導体11とそれを囲むポ
リマ系絶縁層12とを有する本発明に従ったプラントに
使用するケーブル2を図3に示す。
例によって、どのようにも制約されるものではなく、当
業者には本発明の基本的な考えから逸脱することなく、
そのさまざまな修正が自明である。
プラントのステーション数は3以上とすることができ
る。
トを示す略図。
トの図1に対応する図。
ン間で使用されるケーブルの単純化された断面図。
Claims (6)
- 【請求項1】 プラントに含まれる高圧直流(HVD
C)用直流網(1)と各ステーション(4,5)を介し
て接続されている少なくとも2つの交流網(6,7)と
の間で送電を行うプラントであって、前記ステーション
は、直流網と各交流網との間で送電を行うようにされて
おり、 直流を交流にまたその逆を変換する各ステーション内の
少なくとも1つの電圧源変換器(VSC)(8,9)の
構成と、導体(11)を囲むポリマ系絶縁層(12)を
有しステーションを相互接続する直流網を形成する少な
くとも1つのケーブル(2,3)の構成との組合せを特
徴とするプラント。 - 【請求項2】 請求項1記載のプラントであって、 前記ケーブル(2,3)は、押出しケーブルであること
を特徴とするプラント。 - 【請求項3】 請求項1もしくは2記載のプラントであ
って、 2つのステーション(4,5)を相互接続する2つの前
記ケーブル(2,3)を含み、一方(2)は直流網の正
極を形成し、他方(3)はその負極を形成することを特
徴とするプラント。 - 【請求項4】 請求項1もしくは2記載のプラントであ
って、 2つのステーション(4,5)を相互接続する前記ケー
ブル(2)が1つしかなく、各ステーションにはアース
リターン回路(10)が設けられていることを特徴とす
るプラント。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれか記載のプラン
トであって、 直流網(1)は、50−500kVの動作電圧を有する
ようにされていることを特徴とするプラント。 - 【請求項6】 内部電気導体(11)および導体を囲む
ポリマ系絶縁層(12)を有し、高圧直流(HVDC)
送電におけるステーション(4,5)を相互接続する直
流網を形成するケーブル(2,3)の使用方法であっ
て、各ステーションは、直流を交流にまたその逆を変換
する少なくとも1つの電圧源変換器(VSC)(8,
9)を有する使用方法。
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