Vermogensconversie bij TenneT

Vermogensconversie bij TenneT huidige ontwikkelingen Kees Koreman Arnhem, 24 maart 2014

Stay tuned. Safety first! Voor uw en onze veiligheid vragen wij uw aandacht voor de volgende veiligheidsmaatregelen: In geval van een ontruiming: Volg de aangegeven vluchtroute. Gebruik de trap in plaats van de lift. Ga naar de verzamelplaats. Volg de aanwijzingen op van de bedrijfshulpverlener. Deze is in geval van een ontruiming aanwezig. 2

Inhoud Introductie TenneT Keuze gelijk- of wisselspanning Stand van zaken technologie Converter technologie Kabels en lijnen HVDC bij TenneT Een blik in de toekomst 3

Introductie TenneT Missie en visie: Energietransitie Leveringszekerheid Integratie energiemarkt 4

Key figures Systeem lengte 20.000 km Aantal stations 443 Aantal klanten 36 miljoen Aangesloten capaciteit 67,000 MW Werknemers 2,293 Klanttevredenheid 7.2 to 7.9 Interconnections 14 Waarde assets EUR 10 miljard Investeringen 2022 EUR 13 miljard

Production and consumption mix Fuel Mix, as percentage of the TWh demand, by country in the NSCOGI Reference Scenario for 2030 6

Gelijk- of wisselspanning? Geschiedenis elektrische energie transmissie Eerste ontwikkelingen rond 1880: gebaseerd op DC met als voornaamste stimulator Th. A. Edison Technologische ontwikkelingen AC systemen o.a. door Nikola Tesla 7

Gelijk- of wisselspanning? Toepassing van AC of DC is historisch bepaald Nikola Tesla won het van Thomas Edison!! AC (50 Hz of 60 Hz) wordt algemeen toegepast Grote voordelen van AC ten opzichte van DC Eenvoudige omzetting naar andere spanningsniveaus Simpele schakelaars voor stroomonderbreking Draaistroomvelden Maar ook nadelen Magnetisch veld induceert stromen in geleidende structuren Kortsluitvermogen in vermaasde hoogspanningsnetten Netten met verschillende frequenties kunnen niet worden gekoppeld 8

Gelijk- of wisselspanning? 9

Gelijk- of wisselspanning? Totale kosten Technisch Effect van zelfinductie en capaciteiten 10

Gelijk- of wisselspanning? Voornaamste conclusies: In de normale energievoorziening zal AC de grootste rol blijven spelen Bestaande Assets blijven lang bruikbaar Huidige technologie is nog steeds state-of-the-art Kosten voor DC (nu nog) te hoog voor lokaal gebruik Belangrijkste DC toepassingen: Groot vermogenstransport over lange lengtes (5000 MW over 2000 km) Als alleen kabels toegepast kunnen worden bij kortere lengtes (1000 MW over 100 km) Als AC netten niet gekoppeld kunnen worden (DC tussenkring) (2000 MW over 0 km) 11

DC projecten in China 12

Stand van zaken in de technologie Converter technologie Schakelende elementen Systeem gedrag Principiële opbouw station Kabels en lijnen Isolatie materiaal Geleiders 13

Converter technologie Schakelende elementen Kwikdamp gelijkrichters Eerste kwikdamp gelijkrichter werd in 1932 ontwikkeld 1975 werd de laatste in bedrijf genomen Thyristoren Sinds midden jaren 70 state of the art Grote vermogens mogelijk (7000 MW; +/- 800 kv; 4500 A) Line commutated converter (LCC) IGBT s Sinds 2000 in gebruik voor HVDC Voltage Source converter (VSC) 14

Systeemgedrag LCC Thyristoren kunnen alleen worden ingeschakeld + To load 0 + - - 6-pulse Graetz rectifier bridge 15 From load

Filtering en blindvermogen bij LCC Compensatie schema Q 0,5 Shunt Banks Harmonic Filters 0,13 filter converter unbalance 1,0 I d 16

Algemene layout LCC converterstation 11th harmonic filter 13th harmonic filter Highpass filter Highpass filter AC AC yard Converter Converter DC yard Y/Y Y/ Y/ Valve hall DC Filter DC filter Pole line Pole 1 To electrode lines Electrode lines 13th harmonic filter 11th harmonic filter AC bus Y/Y Bipolar Converter Station DC Filter Pole 2 Pole line 17

Systeemgedrag VSC IGBT s kunnen wel worden uitgeschakeld PWM techniek 18

Systeemgedrag VSC IGBT s kunnen wel worden uitgeschakeld Multilevel techniek 19

Systeemgedrag VSC 20

Systeemgedrag VSC 21

Systeemgedrag VSC 22

Systeemgedrag VSC 23

Systeemgedrag VSC bij kortsluiting 24

Kabels en lijnen Ondergrondse transmissie: MIND kabels tot 500 kv XLPE kabels tot 320 kv Geleiderdiameter tot 2500 mm 2 Bovengrondse transmissie Standaard hoogspanningslijn tot 800 kv Extra aandacht voor ion stroom Double core cable Single core cable 25

HVDC bij TenneT Interconnectoren in Bedrijf Eemshaven NorNed LCC verbinding 700 MW tussen Noorwegen en Nederland Feda 45 km 75 km 75 km 75 km 150 km 156 km ABB Nexans BritNed LCC verbinding 1000 MW tussen Engeland en Nederland Interconnectoren in voorbereiding COBRA VSC verbinding +/- 600 MW tussen Denemarken en Nederland NORD.LINK VSC verbinding 1400 MW tussen Noorwegen en Duitsland 26

Offshore projecten in Duitsland Status: 21.11.2012 SylWin1 SylWin2 BorWin2 BorWin1 BorWin4 DolWin1 DolWin3 Riffgat BorWin3 BorWin5 alpha ventus DolWin4 DolWin2 HelWin2 HelWin1 UW Hagermarsch Nordergründe UW Büttel UW Inhausen UW Emden Borssum UW Emden/Ost UW Diele UW Dörpen West 27

A typical grid connection in German North Sea Leistung: 800 Megawatt Kabellänge:165 km an Land: 90 km auf See: 75 km 28

Status Offshore Grid Connections in North Sea Project Capacity (MW) 1) Expected PAC Contractor AC/DC Built / in Operation alpha ventus 60 2009 AC BorWin1 (West) 400 Q1/2014 ABB DC Under Construction / Awarded BorWin2 (West) 800 Q1/2015 Siemens Prysmian DC AC Dt. Bucht to BorWin2 xx Q4/2015 Prysmian AC DolWin1 (West) 800 Q1/2014 ABB DC DolWin2 (East) 900 Q1/2015 ABB DC DolWin3 900 Q3/2017 Alstom DC HelWin1 576 Q4/2014 Siemens/Prysmian DC HelWin2 690 Q1/2015 Siemens/Prysmian DC SylWin1 2) 864 Q3/2014 Siemens/Prysmian DC Riffgat 108 Q3/2013 NKT AC Nordergründe 111 Q3/2015 ABB AC Built / Awarded 6.209 PAC=Preliminary Acceptance Certificate (after trial operation) 1) Total grid connection capacity 2) According to the new legislation the remaining capacity of 288 MW was allocated by BNetzA to OWF Sandbank 24-03- 29

BorWin alpha 400 MW: HelWin alpha 576 MW: DolWin alpha 800 MW: BorWin beta 800 MW: HelWin beta 690 MW: DolWin beta 900 MW: SylWin alpha 864 MW: DolWin gamma 900 MW: 30

Installatie platform 31

Een blik in de toekomst Huidige stand van zaken HVDC projecten 32

Een blik in de toekomst LCC systemen tot boven 1000 kv (China) 10.000 MW in één verbinding VSC systemen tot 600 kv XLPE kabels naar 500 kv 1.500 MW in één verbinding DC schakelaar DC grids Offshore Super grid 33

Een blik in de toekomst 34

TenneT is de eerste grensoverschrijdende elektriciteitstransporteur van Europa. Met 20.000 kilometer aan hoogspanningsverbindingen en 36 miljoen eindgebruikers in Nederland en Duitsland behoren we tot de top 5 elektriciteitstransporteurs van Europa. Onze focus is gericht op de ontwikkeling van een Noordwest-Europese energiemarkt en op de integratie van duurzame energie. Taking power further www.tennet.eu