Dòng điện siêu cao áp một chiều giúp phát huy tiềm năng thủy điện

công nghệ mới về truyền tải điện siêu cao áp một chiều (ultra high voltage direct current - UHVDC) giúp các công ty điện lực phát huy tiềm năng mênh mông của thuỷ điện, vì nó cho phép tạo ra các “siêu xa lộ” có khả năng đưa lượng điện năng khổng lồ vượt qua những khoảng cách rất lớn. Khai thác năng lượng từ các nguồn tái tạo, từ sức mạnh tự nhiên của dòng nước, là một trong các niềm hy vọng mà thế giới, (đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ), đang đặt vào nhằm đáp...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dòng điện siêu cao áp một chiều giúp phát huy tiềm năng thủy điện Dòng điện siêu cao áp một chiều giúp phát huy tiềm năng thủy điện công nghệ mới về truyền tải điện siêu cao áp một chiều (ultra high voltage direct current - UHVDC) giúp các công ty điện lực phát huy tiềm năng mênh mông của thuỷ điện, vì nó cho phép tạo ra các “siêu xa lộ” có khả năng đưa lượng điện năng khổng lồ vượt qua những khoảng cách rất lớn. Khai thác năng lượng từ các nguồn tái tạo, từ sức mạnh tự nhiên của dòng nước, là một trong các niềm hy vọng mà thế giới, (đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ), đang đặt vào nhằm đáp ứng nhu cầu điện năng trong tương lai, khi mà việc giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch và cắt giảm phát thải cacbon điôxit ngày càng được chú trọng hơn. Tuy nhiên cho đến nay, vẫn có trở ngại đáng kể ngăn cản việc phát huy tiềm năng thuỷ điện, đó là khoảng cách. Những nguồn thuỷ năng tốt nhất nhiều khi ở cách xa các trung tâm dân cư và công nghiệp hàng mấy trăm kilômét, là nơi nhu cầu điện năng tăng trưởng mạnh nhất. Cho tới tận gần đây, đưa điện năng từ các nhà máy điện vượt qua khoảng cách trên 1.000 km hoặc xa hơn vẫn là bất khả thi về kinh tế bởi tổn hao truyền tải là quá lớn. công nghệ UHVDC hứa hẹn làm thay đổi tất cả những vấn đề đó, vì nó cho phép truyền tải có hiệu quả điện năng đi xa tới 3.000 km. Nâng điện áp lên cao hơn nữa để giảm tổn hao công nghệ UHVDC nâng điện áp lên một bước đáng kể, từ mức HVDC tiêu chuẩn ±500 kV được sử dụng ở châu Á và đã được đưa vào áp dụng trên hai thập kỷ nay, lên ±800 kV, và giảm tổn thất truyền tải từ mức điển hình là 10% xuống còn 7%. Việc cắt giảm mạnh tổn thất truyền tải này – tương đương 192 MW đối với đường dây công suất 6.400 MW, tức là bằng 96 chiếc tuabin gió công suất 2 MW - khiến cho việc sản xuất điện năng tại những vùng xa xôi hẻo lánh ở Trung Quốc, Ấn Độ, Braxin và châu Phi, giờ đây đã trở thành khả thi. Đó là những vùng có các nguồn thuỷ điện khổng lồ cho đến nay vẫn chưa khai thác được. Các nước chính được hưởng lợi từ công nghệ UHVDC sẽ là Trung Quốc và Ấn Độ bởi vì các quốc gia này đang phải vật lộn để đảm bảo nguồn năng lượng tin cậy. Ấn Độ có kế hoạch trong 10 năm tới sẽ xây dựng 5 đường dây UHVDC, công suất truyền tải mỗi đường dây từ 6.000 đến 8.000 MW. Trung Quốc đang có kế hoạch trong 10 năm tới sẽ xây dựng mỗi năm một đường dây UHVDC, công suất mỗi đường dây từ 5.000 đến 6.400 MW. Đường dây đầu tiên dự kiến sẽ đưa vào vận hành thương mại vào năm 2011. Ngoài ra ở Braxin và Nam châu Phi cũng có kế hoạch xây dựng các đường dây UHVDC 800 kV. Sử dụng công nghệ UHVDC hứa hẹn những lợi ích lớn lao. Một mạch dẫn UHVDC 6.400 MW có thể cung cấp đủ điện đáp ứng nhu cầu cho khoảng 50 triệu người dân Ấn Độ, hoặc 14 triệu người dân Trung Quốc, nếu tính theo mức tiêu thụ trung bình đầu người ở các quốc gia này. Hơn nữa, UHVDC tiết kiệm đáng kể về tài chính, khoảng 30%, so với công nghệ 500 kV một chiều hoặc công nghệ 800 kV xoay chiều truyền thống. Sở dĩ tiết kiệm được như vậy là vì giảm được tổn hao đường dây và từ đó tiết kiệm được cho trạm biến đổi điện và thiết bị đóng cắt điện xoay chiều có liên quan. Một khoản tiết kiệm nữa không thể bỏ qua đối với UHVDC, đó là nhờ giảm đáng kể nhu cầu về hành lang tuyến, bởi vì khi đó có thể giảm xuống chưa bằng một nửa so với các phương pháp truyền tải điện thay thế. Với UHVDC, chiều rộng của tuyến đường dây (tức là hành lang truyền tải) là nhỏ nhất. Để truyền dẫn cùng một công suất, các phương pháp truyền tải truyền thống sẽ yêu cầu từ hai đường dây trở lên, hành lang truyền tải sẽ rộng hơn rất nhiều. Khác với đường dây truyền tải điện xoay chiều, đường dây HVDC có trường từ hầu như không dao động. Điều đó có nghĩa là đường dây HVDC, khác với đường dây xoay chiều cùng cấp, có thể dễ dàng đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt hơn về trường từ (và độ tin cậy lưới điện, giảm tổn thất chung về điện năng. Nỗ lực lớn trong nghiên cứu Mức tăng đáng kể gần đây nhất về điện áp truyền tải HVDC được thực hiện cách đây gần một phần tư thế kỷ, khi mà ABB xây dựng đường dây truyền tải điện áp danh định 600 kV cho nhà máy thuỷ điện Itaipu ở Braxin. Vì sao phải mất nhiều thời gian đến như vậy để đưa điện áp lên thành 800 kV? Đó là vì bước phát triển này đòi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu cơ bản trên nhiều lĩnh vực. Chính sự quan tâm trở lại tới UHVDC như một phương pháp truyền tải điện thương mại trong những năm gần đây đã đem lại động lực mới cho việc tiếp tục nghiên cứu. máy biến áp UHVDC 800 kV của ABB là thành phần chính của mạch liên kết có khả năng đưa lượng công suất khổng lồ vượt qua những khoảng cách cực kỳ lớn. Lĩnh vực thứ nhất đòi hỏi nghiên cứu cơ bản là phát triển vật liệu cách điện mới dùng cho môi trường ngoài trời. Sử dụng điện áp cao hơn đòi hỏi khoảng cách lớn hơn giữa vật mang điện ...