Transmissor de tensão HVDC PLUS

Visão geral
Os sistemas de transmissão em corrente contínua de alta tensão (HVDC) são cada vez mais essenciais nos sistemas elétricos modernos devido à descarbonização, digitalização e ao aumento de recursos distribuídos e baseados em inversores. HVDC PLUS® da Siemens Energy é uma solução HVDC VSC baseada em MMC que permite transmissão eficiente em longas distâncias, integração de renováveis e funções avançadas de estabilização da rede.

Proposta chave
HVDC PLUS® transmite grandes quantidades de energia por longas distâncias com alta eficiência, suporta a integração de renováveis e oferece funcionalidades de controlo avançadas que melhoram a estabilidade da rede. Complementa soluções FACTS e de armazenamento e apoia a modernização e resiliência da rede.

Casos de uso e aplicações principais

• Transmissão ponto a ponto de longa distância através de cabos DC ou linhas aéreas DC.
• Ligação de geração renovável remota (parques eólicos offshore/onshore) ou cargas remotas a redes AC.
• Facilitação da integração de renováveis e do comércio de energia transfronteiriço.
• Linhas HVDC integradas para alimentação de centros urbanos e grandes interconetores.
• Ligação de redes assimétricas ou com frequências diferentes e atuação como firewall contra blecautes em cascata.
• HVDC multiterminal para recolha de energia de vários locais e distribuição a vários centros de carga.

Configurações HVDC PLUS®
Monopolo simétrico
O monopolo simétrico utiliza condutores DC totalmente isolados que operam com tensões iguais e opostas em relação à terra, reduzindo correntes de retorno à terra e permitindo o uso de transformadores AC padrão. Limita a alimentação de correntes de falta polo-a-terra a partir de redes AC e oferece escalabilidade comprovada.

• Adequado para transmissão HVDC ponto a ponto com duas estações conversoras.
• Aplicável com cabos DC submarinos/subterrâneos ou linhas aéreas DC.

Bipolo
O bipolo oferece maior capacidade e flexibilidade em comparação com o monopolo simétrico. Principais variantes:

• Bipolo com retorno metálico (DMR) — condutor metálico usado como caminho de retorno para reduzir requisitos de isolamento.
• Bipolo com eletrodo — eletrodos terra/mar usados durante operação monopolo assimétrica (manutenção/falhas).
• Bipolo rígido — dois condutores com polaridades opostas sem caminho de retorno normal; custo-eficiente para transmissão por cabo em longas distâncias.

Cada projeto de bipolo inclui chaveamento DC dedicado para aumentar redundância e permitir operação contínua caso um polo falhe.

Campos de aplicação especiais

• HVDC multiterminal — integração flexível de mais de duas estações conversoras para recolha e distribuição (ex.: várias fazendas offshore para vários centros de carga).
• HVDC back-to-back — estações conversoras próximas para conversão de frequência ou interligação assíncrona sem uma linha de transmissão DC.

Funcionalidades e benefícios do HVDC PLUS®

• Controlo independente e flexível de potência ativa e reativa (operação em quatro quadrantes).
• Controlo preciso da tensão AC para suportar redes AC fracas; operação STATCOM autónoma possível sem linha DC.
• Capacidade fiável de fault-ride-through com contribuição de corrente reativa.
• Age como firewall contra perturbações do sistema e blecautes em cascata.
• Suporta sistemas multiterminal com conversores half-bridge e full-bridge e conversores em paralelo para capacidade escalável e redundância.
• Desempenho robusto em condições de baixo SCR; adequado tanto para cabos DC como para linhas aéreas.
• Suporta restauração da rede AC e capacidades de black-start / SRAS.

Contexto tecnológico
A Siemens Energy introduziu a tecnologia MMC comercialmente em 2007 e comissionou o primeiro HVDC baseado em MMC em 2010. O VSC HVDC baseado em MMC tornou-se o padrão da indústria, oferecendo pegada compacta, capacidades de formação de rede e redução de harmónicos face às abordagens LCC legadas.

Referências e experiência
A Siemens Energy é pioneira em tecnologia HVDC, com mais de 50 anos de experiência e quase 60 projetos HVDC em mais de 25 países, incluindo numerosos projetos Classic® (LCC) e um portfólio substancial de implementações HVDC PLUS®.

Materiais adicionais
Brochuras de produto e flyers de referência (PDF) com descrições detalhadas das funcionalidades, configurações e referências de HVDC PLUS® estão disponíveis.

Especificações técnicas

• Plataforma: HVDC PLUS® (tecnologia VSC baseada em MMC).
• Tecnologias de conversor: Conversor Modular Multinível (MMC) com opções half-bridge e full-bridge; VSC baseado em IGBT para modos grid-forming e grid-following.
• Opções de configuração: Monopolo simétrico, Bipolo (DMR, eletrodo, rígido), Multiterminal, Back-to-back.
• Capacidades: Controlo de potência ativa/reactiva, operação STATCOM, fault-ride-through, operação em baixo SCR, suporte black-start / SRAS.
• Aplicações: Transmissão de longa distância (submarina/subterrânea/aérea), integração de renováveis, interconectores, alimentação de centros urbanos, ligações assíncronas, redes multiterminais.
• Benefícios operacionais: Redução de perdas de transmissão em longas distâncias, maior estabilidade de rede, mitigação de correntes de retorno à terra (monopolo simétrico), capacidade escalável e redundância via conversores paralelos e chaveamento DC.
• Registo de projetos comprovado: Décadas de entrega de projetos HVDC e múltiplas implementações HVDC PLUS® a nível mundial.