Почему кабели HVDC могут стать ценной альтернативой

stock.adobe.com/Александр Матвеев

Способность эффективно перемещать значительные объёмы — более 1000 мегаватт — электроэнергии от генерирующих площадок к центрам нагрузки имеет основополагающее значение для крупномасштабной электрической инфраструктуры. В Соединенных Штатах это исторически осуществлялось с помощью линий электропередачи переменного тока высокого напряжения (HVAC). Передача постоянного тока высокого напряжения (HVDC) часто используется во многих других частях мира, но она никогда не получила широкого распространения в США, в основном из-за соображений стоимости.

Поскольку возобновляемые источники генерации продолжают добавляться в сеть из широко рассредоточенных мест, которые часто находятся дальше от центров нагрузки, чем традиционные электростанции с базовой нагрузкой, для удовлетворения растущего спроса необходимо передавать больше энергии дальше. Одним из преимуществ кабелей HVDC является то, что они могут передавать большую мощность на большие расстояния без диэлектрических или емкостных потерь, присущих кабелям переменного тока на очень большие расстояния.

Постоянный ток также обеспечивает большую гибкость, чем переменный ток, позволяя подключать асинхронные сети, обеспечивая при этом более надежную защиту сети, предотвращая распространение неисправностей из одной сети в другую.

И одним из самых веских аргументов в пользу использования HVDC является то, что его можно прокладывать под землей на большие расстояния в гораздо более узкой полосе отвода (ROW), чем воздушные линии электропередачи. Вместо полосы шириной от 150 до 300 футов для высоковольтной воздушной линии в полосе шириной 10 футов можно проложить подземный кабель высокого напряжения постоянного тока аналогичной мощности. Даже если принять во внимание временные 50-футовые строительные сервитуты, это обеспечивает более узкий путь и снижение воздействия, в то же время это также обеспечивает систему, которая очень устойчива к экстремальным погодным условиям, вмешательству растительности и потенциальному противодействию со стороны местных жилых и коммерческих землевладельцев. Когда более высокие первоначальные затраты на подземную установку сопоставляются с затратами на техническое обслуживание в течение срока службы воздушной линии, подземная линия высокого напряжения постоянного тока становится гораздо более конкурентоспособной с точки зрения затрат.

Сохраняются некоторые рыночные ограничения, которые необходимо преодолеть, прежде чем проникновение HVDC сможет полностью реализовать свой потенциал:

Рынок США не собирается внезапно переключаться с HVAC на HVDC для передачи электроэнергии, но существует достаточно возможностей – и оправданий – для более широкого применения последнего. Поскольку коммунальные предприятия и девелоперы разрабатывают стратегию для все более распределенного и все более основанного на возобновляемых источниках энергии, потенциал HVDC, похоже, готов привести к появлению новых решений для старых ограничений.