Estabilizando sistemas VSC-HVDC de eólica offshore com corretores de amplitude-fase de 66 kV

Racks de capacitores dos corretores de amplitude-fase de 66 kV instalados para uma plataforma VSC-HVDC de eólica offshore

No projeto eólico offshore Yangjiang Sanshandao, a Sieyuan Electric forneceu três conjuntos de corretores de amplitude-fase de 66 kV, feitos sob medida para o sistema de transmissão VSC-HVDC. Instalados no lado de baixa tensão de 66 kV dos transformadores de interligação de 500 kV, os corretores foram projetados para mitigar riscos de oscilação de alta frequência. A solução combina adaptação de impedância, proteção ambiental offshore e reforço mecânico para operar de forma estável nas exigentes condições offshore.

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Visão geral do projeto

A Sieyuan forneceu três conjuntos de corretores de amplitude-fase de 66 kV para o sistema VSC-HVDC de ±500 kV do parque eólico offshore Yangjiang Sanshandao, mitigando a ressonância de alta frequência no lado de baixa tensão dos transformadores de interligação.

Conjunto capacitivo do corretor de amplitude-fase fixado com amarrações marítimas em alto-mar
Equipamentos da plataforma conversora VSC-HVDC do projeto eólico offshore Yangjiang Sanshandao

Contexto do projeto

O projeto eólico offshore Yangjiang Sanshandao usa um sistema de transmissão VSC-HVDC de ±500 kV para levar grandes blocos de energia por longas distâncias submarinas. À medida que os parques eólicos se afastam da costa, a tecnologia VSC-HVDC é cada vez mais usada para transmissão de alta capacidade e longa distância. Porém, a interação entre o controle MMC, a impedância do sistema e a excitação harmônica pode gerar amortecimento negativo e riscos de ressonância de alta frequência. Essas oscilações podem chegar a vários milhares de hertz e afetar a operação estável das válvulas conversoras e dos transformadores.

Principais desafios

  • Risco de ressonância de alta frequência — a interação entre amortecimento negativo, impedância do sistema e excitação harmônica pode causar ressonância e oscilação de alta frequência.

  • Ambiente offshore severo — a alta salinidade, a umidade e a névoa salina exigem que os equipamentos atendam aos requisitos de poluição classe IV, mantendo a isolação e a resistência à corrosão.

  • Transporte e cargas dinâmicas — no transporte marítimo e na instalação offshore, os conjuntos capacitivos ficam expostos a movimentos, vibrações e acelerações. Os equipamentos devem suportar acelerações horizontais e verticais de até 0,2 g, mantendo a integridade estrutural no transporte, no içamento e na operação na plataforma.

Solução Sieyuan

  • Adaptação de impedância — a Sieyuan projetou os corretores de amplitude-fase de 66 kV com capacitores, reatores, resistores e transformadores de corrente para remodelar a impedância harmônica da interface CA/CC. A impedância adaptada fornece amortecimento positivo ou uma barreira de alta impedância nas faixas de frequência críticas, ajudando a interromper o crescimento das oscilações.

  • Projeto elétrico reforçado para offshore — os equipamentos têm distâncias de escoamento ampliadas e tratamentos anticorrosivos para as condições offshore de poluição classe IV.

  • Amarração marítima e contenção mecânica — quatro cabos de aço foram distribuídos de forma uniforme ao redor de cada rack de capacitores e fixados da estrutura longitudinal central a pontos de ancoragem definidos. Esticadores tensionaram os cabos, formando uma estrutura de contenção rígida e triangulada. Simulações estruturais com acelerações horizontais e verticais de 0,2 g validaram a integridade mecânica do conjunto no transporte, no içamento e na operação na plataforma.

Destaques técnicos

  • Supressão de ressonância por impedância — os corretores de amplitude-fase remodelam a impedância harmônica da interface CA/CC, fornecendo amortecimento positivo ou barreiras de alta impedância nas faixas de frequência críticas para mitigar a ressonância de alta frequência.

  • Proteção ambiental offshore — projeto para poluição classe IV, distâncias de escoamento ampliadas e tratamentos anticorrosivos garantem operação confiável em ambientes de alta umidade, alta salinidade e névoa salina.

  • Proteção mecânica no transporte offshore — o sistema dedicado de amarração e contenção, validado com acelerações horizontais e verticais de 0,2 g, preserva a integridade estrutural dos conjuntos capacitivos no transporte marítimo, no içamento e na operação na plataforma.