Линии электропередачи постоянного тока сверхвысокого напряжения превращаются в критически важный элемент энергосистемы, особенно при географическом разрыве между центрами генерации и потребления, например, когда дата-центры расположены вдали от электростанций. Дополнительную сложность вносят объекты возобновляемой энергетики, чья нестабильная работа угрожает надёжности сетей и повышает риск масштабных аварий. Китай предложил свой ответ на эти вызовы, разработав самый большой в мире «гибкий» трансформатор для сетей постоянного тока. Если выражаться просто — в этой стране действительно не испытывают недостатка в инженерных мощностях.
Источник изображения: Changzhou Xidian Transformer
Согласно данным из китайских источников, в прошлом году страна оказалась на грани общенационального блэкаута из-за резкого падения выработки ветряных электростанций в Синьцзян-Уйгурском автономном районе, вызванного нестабильностью ветра. В Китае уже давно существует дисбаланс: возобновляемая энергия производится преимущественно на западе, а основные потребители сосредоточены в восточных прибрежных регионах. Для решения этой проблемы создаются специальные энергетические коридоры, однако точки ввода энергии в сети сталкиваются с серьёзными трудностями — колебания генерации, проявляющиеся в скачках напряжения и мощности, а также отклонения частоты, могут привести к срабатыванию защитных систем и отключению потребителей.
Протяжённость таких линий электропередачи в данном случае превышает 2000 километров. На подобных дистанциях экономически и технически целесообразно использовать постоянный ток высокого напряжения. Этот подход позволяет сократить потери при передаче примерно с 10% до 2%, а также избежать создания сильных электромагнитных полей, характерных для сетей переменного тока. Кроме того, для передачи той же мощности постоянным током требуются проводники меньшего сечения, что делает конструкцию ЛЭП легче. Однако трансформаторы для постоянного тока значительно сложнее, требовательнее и дороже в производстве в силу физических принципов, хотя они и лучше совместимы с DC-инверторами солнечных и ветровых электростанций.
До начала 2020-х годов Китай импортировал мощные трансформаторы постоянного тока из-за рубежа, в частности от немецкой компании Siemens. Теперь же он создал собственное устройство рекордной мощности — 0,75 ГВА (гигавольт-ампер). Его производителем выступила местная компания Changzhou Xidian Transformer. Оборудование было разработано для обеспечения передачи электроэнергии из северо-западной провинции Ганьсу в восточную провинцию Чжэцзян в рамках национальной программы по перетоку энергии с запада на восток. Это первый в мире проект по гибкой передаче постоянного тока на сверхвысоком напряжении.
«Данная технология способна в существенной мере решить проблему непостоянства выработки энергии из возобновляемых источников непосредственно в месте её генерации», — отмечается в заявлении компании. Там также подчёркивают, что данная разработка заметно повысит надёжность, устойчивость и гибкость в управлении крупными энергетическими системами.
Поделитесь этой новостью с опытными энергетиками. Загоревшийся в их взгляде огонёк расскажет вам о грандиозности осуществлённого проекта, которую сложно осознать непосвящённому. Колоссальные дистанции и гигантские мощности — именно они определяют размах. Существуют и более компактные методы стабилизации сетей — к примеру, с применением суперконденсаторов, как это внедряется в Германии. Однако у немцев нет таких огромных расстояний, а у Китая и — есть. Именно поэтому высоковольтные линии постоянного тока — это наш следующий шаг, включая производство подобных уникальных трансформаторов.
