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| HVDC島間 | |
|---|---|
 HVDC島間ルート | |
| 位置 | |
| 国 | ニュージーランド |
| 一般的な方向 | 南北 |
| から | ベンモア水力発電所、カンタベリー州オテマタタ近郊 |
| に | ヘイワーズ送電変電所、ローワーハット |
| 所有権情報 | |
| 所有者 | トランスパワーニュージーランド |
| オペレーター | トランスパワーニュージーランド |
| 建設情報 | |
| 変電所メーカー | ABB /シーメンス |
| 建設開始 | 1961 |
| 委託 | 1965年4月 |
| 技術情報 | |
| タイプ | クック海峡の下にある架空送電線と海底電力ケーブルを備えた双極HVDC電力線 |
| 電流の種類 | HVDC |
| 全長 | 610 km (380 マイル) |
| 出力定格 | 1200MW |
| 交流電圧 | 220kV |
| 直流電圧 | ±350kV |
| 極数 | 二 |
HVDC島間送電線は、ニュージーランド北島と南島の電力網を接続する、全長610km、1200MWの高電圧直流（HVDC）送電システムです。 メディアやプレスリリースでは、この送電線はクック海峡区間よりもはるかに長いにもかかわらず、一般的にクック海峡ケーブルと呼ばれています[1] 。この送電線は、国営送電会社トランスパワー・ニュージーランドが所有・運営しています。
HVDCリンクは、南島のカンタベリー地方のワイタキ川沿いにあるベンモア水力発電所から始まり、カンタベリー内陸部とマールボロ地方を通り、マールボロ・サウンズのファイティング・ベイまで、架空送電線で534キロメートル（332マイル）走行します。ファイティング・ベイから、リンクはクック海峡の下の海底電力ケーブルを経由してウェリントン近くのオテランガ湾まで40キロメートル走行し、その後、架空送電線で最後の37キロメートルを走行してローワー・ハットのヘイワーズ送電変電所に到着します。
HVDCリンクは1965年4月に初めて運用され、主に発電能力の豊富な南島から人口の多い北島に電力を輸送しました。リンクは当初、水銀アークバルブを備えた600MWの双極リンクでしたが、1992年に元の機器が単一の柱（柱1）に並列化され、新しいサイリスタベースの柱（柱2）がその横に建設され、リンクの容量が1040MWに増加しました。老朽化した柱1は2012年8月1日付けで完全に廃止され、代わりのサイリスタベースの柱である柱3が2013年5月29日に運用開始され、[2] DCリンクが1200MWの双極構成に復元されました。
リンクの根拠
HVDC リンクは、ニュージーランドの送電システムの重要な構成要素です。2 つの島の送電網を接続し、エネルギーバランスシステムとして使用され、2 つの島のエネルギー供給と需要を一致させるのに役立ちます。
2つの島は地理的に異なっており、陸地面積は南島が北島より33パーセント大きい（151,000 km 2 vs 114,000 km 2）が、北島の人口は南島の3倍以上である（408万人 vs 126万人）。[3]その結果、北島のエネルギー需要は大幅に大きい。しかし、南島はより涼しい気候と、ピーク需要640MWでニュージーランド最大の単一電力ユーザーであるティワイポイントアルミニウム製錬所の存在により、一人当たりの電力消費量が多い。2011年には、総発電量の約37.1パーセントが南島で消費され、62.9パーセントが北島で消費された。 2011年には南島の発電量が国内の電力の40.9%を占め、そのほぼすべて（97%）が水力発電によるものであった。一方、北島は残りの59.1%を主に水力発電、天然ガス発電、地熱発電、それに少量の石炭と風力発電の組み合わせで発電した。[4]
現在稼働している発電設備がすべて利用可能であれば、両島間の接続がなくても、ピーク時に両島で十分な発電能力が得られます。[5]しかし、HVDC接続は南島と北島の両方の顧客にメリットをもたらします。
- このリンクにより、南島の消費者は北島の火力発電資源にアクセスできるようになり、貯水量が少なく南島の水力発電湖への流入量が少ないときに南島の需要を満たすことができます。
- このリンクにより、北島の消費者は南島の大規模な水力発電資源にアクセスでき、ピーク負荷時に北島の需要を支えることができます。
このリンクはニュージーランドの電力市場において重要な役割を果たしており、北島と南島の発電業者が互いに競争することを可能にし、その結果、卸電力価格が下がることになる。[6]
島間送電システムは、長い送電線と海上横断の要件を満たすため、交流（AC）から直流（DC）への変換とその逆の変換コストにもかかわらず、高電圧直流（HVDC）システムとして設計された。リンクは、海底に沿って敷設された海底電力ケーブルを使用して、2つの島の間のクック海峡を横断する。HVDCは、AC/DC変換プロセスの高コストにもかかわらず、一般的に経済的でエネルギー損失が少ないため、長距離送電、特に海底ケーブル送電が必要な場合に適しています。[7]
ルート
HVDC島間リンクは、ワイタキ渓谷のベンモア水力発電所に隣接する2つの変換所から始まります。電力は、ベンモアの発電機と南島の送電網の残りの部分を相互接続するベンモアのメインスイッチヤードから、ベンモア放水路を横切るタイラインを介して220kVで供給されます。交流電力は、送電のためにステーションで±350kVのHVDCに変換されます。
HVDC 送電線はベンモア発電所の放水路を横切り、ダムの東側に沿ってルートをたどります。送電線はベンモア湖の東岸に沿って北に進み、北東に曲がってから東に曲がり、クライストチャーチからトワイゼルへの HVAC 送電線と合流します。フェアリーの南で国道 8 号線を横切り、送電線は北東に曲がり、フェアリーとジェラルディンの間を通過します。ジェラルディンの北からオックスフォードまで、HVDC 送電線は内陸のシーニック ルート観光道路に沿って内陸のカンタベリー平野を通り、メスベン、シェフィールド、オックスフォードの町の近くを通過し、北東に進んでワイパラに向かいます。
HVDC ラインはウェカ峠を通ってアムリ地区に入り、カルバーデンの西の地域を北上してハンマー スプリングスに至ります。ここからラインは北東に曲がり、モールズワース駅を通ってマールボロに入り、アワテア川渓谷を下り、北に曲がってダッシュウッド峠とウェルド峠を通って州道 1 号線と合流します。ラインはブレナムの東を進み、クラウディ ベイで島の東海岸と合流し、海岸沿いにマールボロ サウンズに向かいます。ラインは東に曲がり、ポート アンダーウッドのあたりで南東に曲がり、その後、サウス アイランド ケーブル ターミナルがある海岸のファイティング ベイに渡ります。
この物理的な位置では、線路はクック海峡の下を流れる電力を供給する 3 本の海底ケーブルに接続されています。2012 年 8 月現在[アップデート]、ポール 2 はこれらのケーブルのうち 2 本を使用しており、3 本目のケーブルはポール 3 の稼働開始を待って未使用のままです。ケーブルは最初ファイティング ベイから南に向かい、その後東に曲がって北島に向かい、その後北東に曲がってオテランガ ベイの北島ケーブル ターミナルに向かいます。
オテランガ湾からは、陸上の北島送電線がマカラを通って北東に走り、ジョンソンビルのすぐ西に伸びています。ンガイオの西では、マカラビーチの北にあるテヒコウェヌアの北島海岸電極からの電極線が、北島変換所への最終的な接続のために主送電線塔と合流します。送電線はチャートンパークの周りで東に曲がり、ホロキウィを横切ってから北東に曲がり、ベルモントリージョナルパークを通過して、北島静止インバータプラントがあるローワーハット北部のヘイワーズに至ります。
ヘイワーズでは、2 つの変換ステーションが ±350 kV の HVDC 電力を受け取り、それを 220 kV AC の交流に変換します。ここから、島間リンクからの電力はメインのヘイワーズ HVAC 変電所に流れ、ウェリントン都市圏に配電されるか、北島の他の送電網に北送電されます。
技術的な説明
ニュージーランド島間 HVDC リンクは、架空線と海底ケーブルを使用して南島と北島を接続する長距離バイポーラ HVDC「クラシック」送電方式です。リンクの両端でサイリスタベースの線間整流コンバータを使用して、AC と DC 間の整流と反転を行います。リンクには、アース リターン電流を使用できる接地電極ステーションが含まれます。これにより、2 つの極間で不均衡な電流で動作したり、1 つの極が使用されていない場合に単極で動作したりできます。
変換所
リンクの両端にある各ポールの変換ステーションは次のとおりです。
- コンバータバルブホール、冷却システムおよび制御棟
- コンバータ変圧器
- 220 kV AC 開閉所設備および接続
- 220 kV AC高調波フィルター
- 350kV直流開閉所設備（直流平滑リアクトルを含む）
変換弁は12パルス変換器で、3つの水冷式4駆動弁アセンブリとして配置されています。ポール2とポール3はどちらも、バルブホールの屋根から4駆動弁を吊り下げる設計を採用しています。これにより、地上設置の配置に比べて優れた耐震性能が得られ、これはニュージーランドの地震の多い環境では特に重要です。[8] 各変換弁には3つの単相変換変圧器（および予備変圧器1台）があり、各変圧器にはバルブに接続された2つの二次巻線があります。
各変換所には、コンバータ用の無効電力を生成し、周囲の交流グリッドに電圧サポートを提供するための力率補正装置が必要です。ベンモア変換所では、ベンモアダムの発電機によって無効電力が供給されています。ヘイワーズ変換所では、8つの同期コンデンサ、2つのシャントコンデンサ、2つのシャントリアクトル、および1つの静的同期補償装置（STATCOM）によって無効電力と力率補正が提供されています。[9]
変換所の設備と定格の詳細は以下の表に示すとおりである。[10]
海底ケーブル
1991 年に設置された3 本の海底電力ケーブルは、それぞれ 350 kV の動作電圧で 1430 A を連続的に流せる定格です。これらのケーブルは、圧縮された多撚銅導体を中心コアとし、その周囲を含浸紙絶縁体が鉛シースで囲んだ構造になっています。2 層の亜鉛メッキ鋼線アーマーが強度と機械的保護を提供します。ケーブルの外側の層はポリプロピレンロープで作られており、外径は約 130 mm です。ケーブルの 30 分間の過負荷容量は 1600 A です。[8]
リンクの海底電力ケーブルの安全を確保するため、ケーブルがクック海峡を横切る場所に幅7キロメートルのケーブル保護区域（CPZ）が設けられています。この区域では船舶の停泊や漁業は禁止されており、定期的に海上および空中から巡視が行われています。この区域で停泊や漁業をしているのが見つかった場合、最高10万ドルの罰金と船舶の没収の対象となります。ケーブルがその後損傷した場合は、さらに高額の罰金が科せられます。[11]
HVDC送電線
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送電線はニュージーランド電力省によって設計・建設され、1965 年 1 月に完成しました。送電線の最初の建設には、1,623 基の鉄格子鉄塔の建設が含まれていました。南島の一部の区間では、送電線は標高 1,280 メートルに達します。最長スパンは、ファイティング ベイ ケーブル ターミナル ステーションに近いポート アンダーウッド付近の 1,119 メートルです。
この送電線はもともと±250kVで運用できるように設計されていた。1989年から1992年にかけてのDCハイブリッドリンクプロジェクトでは、送電線はDCフォグ型磁器碍子ユニットで再絶縁され、350kVで運用できるようになった。ルートの内陸部には碍子列あたり15個のユニットがあり、塩分凝縮の影響を受けるルートの沿岸部には碍子列あたり33個のユニットがある。沿岸部の碍子列の長さは約5mである。[8]
送電線絶縁体は、塔の両側にある一対のACSR導体を支えている。導体の直径はそれぞれ39.4mmで、導体間の間隔は432mmである。[12]
HVDCラインには、ヘイワード端の21km区間を除いて雷保護用の連続架空アース線があり、この区間では線路は電極線導体によって遮蔽されている。北島HVDCラインの13km区間では光ファイバーコア（OPGW）を含む架空アース線が使用されており、さらに169km区間のOPGWが南島ラインに設置されている。[8]
1992年には、ジョンソンビル北部のHVDCラインのルートを変更し、新たな住宅開発のために約20の新しい鉄塔が建設されました。これはチャートンパーク迂回と呼ばれていました。[13]
2010 年にこの路線にあった塔の約 92.5% (1,503 基) は元々の姿のままであることが確認されており、残りの塔は路線の逸脱、倒壊、腐食により交換されたものである。
DC ハイブリッド リンク プロジェクトに続いて、この線路は、動作電圧 350 kV HVDC で、各ポールで連続的に 2000 アンペアを流せるように定格化されました。
アース電極ステーション
北島の変換所と大地との接続には、ヘイワーズから約 25 km 離れたテ ヒコウェヌアにある海岸電極ステーションが使用されています。DC ハイブリッド リンク プロジェクト中にアップグレードが行われ、電極ステーションは 2400 A を連続的に流すことができます。40 個の電極セルが 800 m の長さの石の多い海岸に沿って埋められています。各電極セルは、垂直の多孔質コンクリート シリンダーに吊り下げられた高シリコンクロム鉄電極で構成されています。セルは、海水の浸入を許容しながらも沈泥の堆積を防ぐために、選別され、等級付けされた石とジオテキスタイル層に囲まれています。電極対接地抵抗は 0.122 Ω です。[8]
南島接地電極ステーションは、ベンモアから7.6km離れたボグ・ロイにあります。約1km2の敷地に星型に配置された埋設電極アームで構成されています。各電極アームは、断面積が約0.26m2のコークス層に深さ1.5mの溝に埋められた40mmの軟鋼棒です。電極対接地抵抗は0.35Ωです。[8] 小さな送電線が、ベンモア変換ステーションの敷地からボグ・ロイの南島陸上電極まで2導体電極回路を運び、北島の陸上電極と連動して、一方の極が使用されていない場合でも、もう一方の極がアースリターンを使用して動作できるようにします。
伝送障害と停電
他の送電システムと同様に、島間HVDCリンクも故障の危険を免れることはできない。リンクの重要性から、計画外の停電はニュージーランドの電力システム全体に大きな影響を及ぼす可能性があり、全国的な周波数偏差（受電島では周波数不足、他の島では周波数過剰）、受電島での電力不足、卸電力価格の高騰を引き起こす可能性がある。最も悲惨な状況は、受電島での発電量が低～中程度のときに、高送電で同時に双極停電が発生することである。この場合、受電島の瞬時予備発電システムと負荷制限システムは、周波数低下を防ぐのに十分な速さでオンラインにできず、受電島全体で連鎖的な故障と停電が発生する。 [14]
システムの稼働中には不可能なメンテナンスを行うために、リンクの計画的な停止が時々必要になります。メンテナンス停止は影響を最小限に抑えるために十分に事前に計画されます。メンテナンス停止は通常、国内の電力需要が最も低い夏に、一度に 1 つのポールのみで実行され、もう 1 つのポールは稼働したままで、地面を通るリターン電流の経路を提供する接地電極を使用して、2 ポールのフル容量の半分を供給します。
HVDC 島間リンクにおける注目すべき障害と停電:
- 1973年 - ファイティングベイのケーブル1の陸上接続部で電気障害が発生した。[15]
- 1975年8月 - 強風により7本の送電塔が倒壊し、送電線が損傷した。復旧には5日かかった。[15]
- 1976年 - 南島端から15.5km離れた海底120メートル地点でケーブル1の海底ジョイントに断層が発生しました。ジョイントは1977年に修復されました。[15]
- 1980年 - ファイティングベイの海岸ジョイントでケーブル3が故障しました。[15]
- 1981年 - オテランガ湾のケーブル1でガス漏れが発生しました。1982/83年の夏に修理されました。[15]
- 1988年 - ケーブル2のオテランガベイ端部ジョイントが爆発し、絶縁油が開閉所に流出した。[15]
- 2004年 – 1月、強風により3基のHVDC塔が倒壊し、8月にはオテランガ湾のケーブルステーションで深刻な塩害による絶縁破壊が発生したため、長期間にわたり線路電圧を下げなければならなかった。10月には、クック海峡ケーブル3本のうち1本に障害が発生し、ポール1の容量が540MWから386MWに減少した。修理にはほぼ6か月を要した。[16]
- 2006年6月19日 - 一年で最も寒い日の夕方のピーク直前に、リンクが計画外の停電に見舞われた。北島の4つの発電所が停止し、タウランガのリップル負荷制御装置が停止したため、予備のウィリナキ発電所が呼び出されたにもかかわらず、北島は電力不足に見舞われ、トランスパワーは午後5時34分に全国的なグリッド緊急事態を宣言した。緊急事態が宣言された直後にリンクは復旧した。[15]
- 2008年8月28日 -マールボロ・サウンズの送電塔は基礎がずれて曲がっているのが発見された。送電線を遮断すると南島で広範囲にわたる電力不足を引き起こすため、塔は交換されるまで鉄製の支柱で補強された。[17]
- 2013 年 11 月 12 日 – 新しい 2 極制御システムの試運転中、ヘイワーズから出ている 220 kV ラインで高北流が発生した際に制御がトリップした場合の応答を評価するテストで、ベンモアの 3 つのフィルター バンクがオフグリッドになりました。HVDC 制御により、北向きの送電が 1000 MW から 140 MW に自動的にカットされ、北島で自動低周波数負荷制限 (AUFLS) システムが展開され、何千もの顧客が停電しました。フィルター バンクのトリップの原因はソフトウェアのバグであることが判明しました。
- 2021年8月17日 -ウェカパス地域でHVDC送電線が故障し、ポール2回路の導体が国道7号線を横切って落下した。トランスパワーは同日遅くにグリッド緊急通知を発行し、北島の予測される夕方のピーク負荷に対応するには発電および送電容量が不十分であると通知した。厳しい気象条件により、修理とサービス再開は8月26日まで延期された。[18] [19] [20]
元のリンク
計画
南島と北島間の電力送電に関する当初の構想は、州水力発電局の主任技師ビル・ラッタによって考案された。1950年に彼は北島の電力供給の将来に関する論文を執筆し、予想される負荷の増加と北島での水力発電開発の可能性の限界に注目した。ラッタの構想は、新たな計画の大きな機会がまだある南島で水力発電能力を高め、増大する需要を満たすために北島の南半分に電力を送電することだった。[12]
1951年、ケーブル製造会社であるブリティッシュ・インシュレーテッド・カレンダーズ・ケーブルズ（BICC）は、州水力発電局に対し、クック海峡をケーブルで横断することは可能だが、そのような困難な海洋条件で電力ケーブルを敷設した前例がないため困難であると報告した。[21]
1950 年代に高出力水銀アークバルブコンバータが開発されたことにより、他の国々でもいくつかの HVDC 送電方式が開発されました。これにより、長距離、高出力 HVDC 送電方式が原理的には実現可能であることが実証されました。
1956年、政府はクック海峡横断ケーブルの実現可能性とコストに関する詳細な調査を行うためにBICCを任命した。同年12月、BICCはプロジェクトが「完全に実現可能」であると報告した。[15]
クック海峡下のケーブルに関する技術調査と並行して、州水力発電局の責任者である大臣は、北島だけでなくニュージーランド全体への電力供給の選択肢について報告する主要な利害関係者の委員会を任命しました。1957 年、委員会は、ベンモアのワイタキ川に大規模な水力発電所を建設する作業を開始すること、および北島と南島の電力システムを連結するための原則的な承認を与えることを勧告しました。
HVDC変換所の技術的側面については、 スウェーデンの企業ASEA（現在はABBの一部門）からも勧告を受けました。
全体的な提案における独自の計画上の考慮事項には以下が含まれる: [12]
- ベンモアの水力発電機は、水銀アーク変換器の動作によって生成される高調波電流を吸収できる必要があります。
- ベンモア発電機は、16kVの動作電圧を持つように提案されましたが、これは当時のニュージーランドの水力発電機としては新たな高電圧でした。
- ベンモアで必要とされる 16 kV の回路遮断器は最先端のものとなります。
- 水銀アークバルブはこれまで構築されたものよりも大きくなり、水冷式カソードが必要になります。
- この架空HVDC送電線は、当時ニュージーランドで建設された送電線の中で最も長く、最も困難なものの一つとなった。
- クック海峡の海底ケーブルは、海底と潮汐条件に合わせて特別に設計する必要があり、オテランガ湾の端にはこれまで使用されたことのない種類の特別な装甲が必要となる。
1958年、BICCはクック海峡のオテランガ湾沖に0.8kmの試験用ケーブル2本を敷設し、海底の状況による摩耗、曲げ、振動に耐えられるかを実証した。これらの試験用ケーブルは1960年に回収され検査され、同年10月までにBICCは試験が成功し、試作ケーブルがクック海峡の下で良好なサービスを提供するだろうと報告した。[12]
1958年から1960年にかけて、国全体にとって最も適切な電力開発について政府にいくつかの異なる見解が提示され、計画されていたクック海峡横断ケーブルに伴うリスクについての留保もありました。[21]
しかし、1961年3月、予測される需要を満たす緊急性が増す中、政府はこのプロジェクトを承認した。ベンモアとヘイワーズの変換プラントの設計、製造、設置、試運転のためにASEAと650万NZポンドの契約が交わされ、クック海峡海底ケーブルの製造、配送、敷設、試験のためにBICCと275万NZポンドの契約が交わされた。[12]
工事
HVDC島間連系線は、1961年から1965年にかけてニュージーランド電力省のために設計・建設された。主な機器供給者はASEA社とBritish Insulated Callender's Cables社であった。[12]クック海峡ケーブルは、1964年にケーブル敷設船フォティニア号から敷設された。[22]
ニュージーランドHVDCリンクは完成当時、世界最長のHVDC送電方式で、最高出力定格、そして世界最大の海底電力ケーブルを誇りました。[23] HVDCリンクの両端にあるターミナルステーションでは、1960年代の技術である大型水銀アーク 整流器とインバータを使用して交流と直流を変換しました。南島の変換所はワイタキ渓谷のベンモア水力発電所に設置されました。北島の変換所はウェリントン近郊のハット渓谷のヘイワーズに建設されました。
ベンモアとヘイワーズ変換所を結ぶHVDC送電線は全長610キロメートル。架空送電線は1649基の送電塔で支えられており、総ルート長は570キロメートル。クック海峡下の海底ケーブルは40キロメートルの長さである。[24]
1993年にアップグレードされるまで、HVDC島間連系線の通常の動作電圧は±250 kVで、最大送電容量は約600 MWでした。
HVDCリンクはもともとベンモアからヘイワーズへ北方へ電力を送るために設計されました。1976年に、元の計画の制御システムが変更され、ヘイワーズからベンモアへ逆方向に電力を送ることができるようになりました。[12]
エンジニアリング遺産としての地位
当初のHVDCリンクは、1990年のニュージーランド建国150周年を祝う「1990年までのエンジニアリング」プロジェクト中に、ニュージーランド専門技術者協会（現在のエンジニアリング・ニュージーランド）によってニュージーランドのエンジニアリング遺産の重要な一部として認められました。[25]
ハイブリッドアップグレードプロジェクト
1987年、ニュージーランド電力公社は島間リンクをアップグレードする最良の方法を見つけるための調査を開始した。経済的な理由から、全面的な交換ではなくハイブリッドアップグレードが選択された。「ハイブリッド」という用語が採用されたのは、容量の増加が電圧と電流のアップグレードの組み合わせによって得られるためである。アップグレードプロジェクトには、既存の水銀アークバルブコンバータ機器の継続使用と、新しいソリッドステートサイリスタコンバータステーションが含まれていた。作業範囲には以下が含まれていた。[15]
- クック海峡の下に3本の新たなHVDC海底ケーブルを敷設し、元のケーブルを補完し、最終的には交換する。各新ケーブルの定格は350kV、1430Aで、ケーブル1本あたりの最大電力容量は500MWである。3本の新たな電力ケーブルは、1991年にケーブル敷設船スカゲラク号によって敷設された。[26]
- ファイティングベイとオテランガベイに新しいケーブルターミナルステーション
- リンクの両端にある既存の水銀アークバルブコンバータは、各ステーションで並列に動作するように再構成されました (以前は反対の電気極性で動作していました)。これらはポール 1 として再指定されました。
- 水銀アークバルブコンバータの動作電圧は、当初の250 kVから270 kVに増加しました。
- リンクの両端に新しい HVDC サイリスタ変換ステーションが追加されました。これらの動作電圧は 350 kV で、ポール 2 として指定されました。
- HVDC 架空送電線全体の絶縁をやり直し、定格を 350 kV に上げました。また、送電線導体が各ポールで最大 2000 A で動作できるように、送電構造と導体の作業も実施しました。
第 2 極変換所と新しい海底ケーブルは 1991 年 3 月に稼働を開始しました。
このアップグレードにより、変換所の総容量は1348MW（648+700MW）になったが、架空送電線の定格によりポール1の運用容量が540MWに制限されたため、リンクは1240MWに制限された。元の海底ケーブルの最後の1本が廃止された後、クック海峡の下にあるポール2ケーブル1本のため、HVDCリンク全体の送電能力はさらに1040MWに制限された。[12]
トランスパワーは、2018年の資産管理計画の中で、2020年から2025年の規制期間に、当初の設計寿命である30年の終わりに近づいているポール2変換所の老朽化した機器の寿命を延ばすか交換するために多額の支出を計画していることを示しました。 [27]
ポール1の廃止
2007年9月21日、最初のポール1水銀アーク変換発電所は「無期限」に閉鎖された。しかし、2007年12月、トランスパワーは、必要に応じて北島の電力需要を満たすために、2008年冬までにポール1の容量の半分を「ウォームスタンバイ」サービスに戻すと発表した。ポール1の残りの半分のポール機器は廃止される予定だった。[28]
トランスパワー社は2007年11月、2007年12月までにポール2の南北送電容量を500MWから700MWに増強すると発表した。これは、運用中の3本の海底ケーブルを再構成することで行われた。ポール1に接続されていた2本のケーブルのうち1本はポール2に移された。[29]
2008年3月13日、トランスパワーは、北島の電力需要がピークに達したときに対応できるよう、ポール1の容量の50％を回復する作業が完了したと発表した。[30]この回復のために、デンマークとスウェーデンを結ぶコンティ・スカン・リンクからいくつかの水銀アーク整流器が取り外された。ポール1のエネルギー転送は、老朽化したコンバータシステムへのストレスと負担を軽減するため、北向き方向に厳密に制限された。
2009 年 5 月、トランスパワーは、ポール 2 の一時的な容量損失に対応して、ポール 1 の残りの容量を 200 MW の限定容量で短期間再稼働させました。
ポール1の半分が廃止され、残りのポール1の容量に課された運用上の制限により、HVDCリンクはポール2のみを使用して、主にモノポーラモードで動作することになりました。2010年にトランスパワーは、モノポーラモードでの継続的な動作により、HVDCリンクがアースとのガルバニ電池として機能し、ベンモアのボグロイアース電極が陽極として機能して侵食され、ヘイワードのテヒコウェヌア陸上電極が陰極として機能してマグネシウムと水酸化カルシウムの堆積を引き起こしたと報告しました。追加の交換とメンテナンス作業が必要でした。[24]
2012年8月1日、トランスパワーはベンモアとヘイワーズにあるポール1水銀アークバルブコンバーターステーションの残り半分を47年間の運用を経て廃止した。当時、インターアイランドリンクは水銀アークバルブコンバーターが稼働していた世界で最後のHVDCシステムだった。[31]
ポール3プロジェクト
2008年5月、トランスパワーは、古い水銀アークバルブポール1変換所を新しいサイリスタ変換所に置き換えるための投資提案を電力委員会に提出しました。2008年7月、電力委員会はこのプロジェクトを承認する意向を発表しました。[32]
このプロジェクトには、既存のポール2（-350 kV、700 MW）に匹敵する、+350 kV 700 MWで稼働するポール3として指定された新しい変換所の建設が含まれていました。6億7,200万ドルのプロジェクトの現場作業は、2010年4月19日にエネルギー大臣ジェリー・ブラウンリーが最初の鍬入れを行ったときに正式に開始されました。新しい変換所は2012年4月までに稼働する予定でしたが、[33] 2011年5月にトランスパワーは、製造業者が困難に直面しているため、稼働が2012年12月に延期されると発表した。 [34]
ポール1を新しいポール3変換所に置き換える作業には以下が含まれていました: [6]
- ベンモアとヘイワードの両方のポール2バルブホールに隣接する新しいバルブホール。それぞれにサイリスタコンバーターが含まれています。
- ベンモアとヘイワーズの両方でバルブホールを220kVバスに接続する新しい変圧器
- ベンモアとヘイワーズの両方でポール3サイリスタを既存のポール1ラインに接続
- ポール3サイリスタをベンモアとヘイワーズの既存の電極ラインに接続
- 5番クック海峡ケーブルをポール2からポール1/3に戻します。
- ベンモアとヘイワーズの220 kVバスに新しい220 kVフィルターを設置
- ヘイワードの4つの同期コンデンサC7からC10を110kVバスに接続する新しい変圧器
- ヘイワードの 110 kV バスに接続する新しい 5 次および 7 次高調波フィルター。
- ポール 1 の水銀アークバルブと 2 つの同期コンデンサをヘイワードの 110 kV バスに接続する既存のコンバータ変圧器を撤去します。
- ベンモアとヘイワーズの両方で残っているすべての水銀アークバルブポール 1 機器を撤去します。
ポール1の廃止は2012年7月に予定されており、既存の送電線をポール3に切り替え、電力需要と島間の電力送電が低い夏季に新しいポールのテストを行うことができるようにしていた。新しいポール3は試運転から700MWで稼働できたが、ヘイワード側のリンクの電圧サポートが不十分だったため、ポール2とポール3を組み合わせた送電は1000MWに制限されていた。2014年1月にヘイワードで新しい静的同期補償装置（STATCOM）が試運転された後、ポール3はポール2の稼働中にフル稼働できるようになった（合計送電量1200MW）。[35]
ポール2制御システムの交換
ポール 2 は 1992 年に稼働を開始し、1980 年代後半の技術を使用した HVDC 制御システムを採用していました。運用開始から 20 年が経過した現在、制御システムは耐用年数の終わりに近づいており、技術的に時代遅れであり、新しいポール 3 制御システムと互換性がないため、双極制御は不可能になっています。
2013 年後半、トランスパワーはポール 2 を 4 週間停止し、制御システムをポール 3 で使用されているものと同じ新しいシステムに交換し、両方のポールを制御する新しい双極制御システムを設置しました。その後、新しい制御システムのテストが 3 か月間行われました。ポール 3 は停止中も動作を続け、テストの大部分は接地電極を使用した単極構成で行われました。
その他の関連作品
ラインメンテナンス
1番柱が3番柱に置き換えられる間、送電線の一部区間で保守および修復作業が行われた。作業内容は以下の通りである。[35]
- クリアランス問題を解決するため、南島の約100基の送電塔を交換
- 耐用年数が近づいている北島の一部の導体を交換する
- 北島のいくつかの送電塔を補強します。
ベンモア発電機変圧器
ベンモアの島間リンクの当初の設計は、540 MW のベンモア水力発電所の設計と統合されました。発電所の 16 kV 発電機母線は、HVDC リンクと南島のグリッド間の接続ポイントでした。ベンモア発電機 6 台からの電力は、変換変圧器を介して 16 kV 母線から HVDC リンクに直接流れることができ、相互接続変圧器はベンモア 220 kV 母線に接続され、南島の他の地域から電力を輸出または輸入します。発電所の設計は HVDC リンクに合わせて最適化され、相互接続変圧器はベンモア発電機の最大出力よりも大幅に低い定格で設計されました。これは、発電機出力電力の大部分が通常 HVDC リンクに流れるためです。
トランスパワー社が元のポール1の設備を廃止した後、発電機の16kVバスバーとHVDCリンクの間に直接接続がなくなり、ベンモアの相互接続変圧器の容量が限られていたため、発電所の最大出力が制限されていた。ポール1の設備の廃止に向けたトランスパワー社のプログラムと連携して、ベンモアの所有者であるメリディアン・エナジー社は相互接続変圧器を新しい発電機用変圧器に交換した。6台の発電機は、6台の新しい発電機用遮断器と3台の220/16/16 kV 3巻線変圧器を介して220kVの全国送電網に再接続された。新しい変圧器はそれぞれ、2つの16kV二次巻線を介して2台の発電機を接続している。[36] [37]
計画されたアップグレード
クック海峡ケーブル
2024年、商務委員会はトランスパワー社からの提案を承認した。これは、クック海峡ケーブル4本目とヘイワーズでのリアクティブサポートを追加することでHVDCリンクの容量をアップグレードするというものである。この新たな投資により、最大HVDC容量を1,400MWまで増加させることができる。このアップグレードは、ティワイポイント のアルミニウム製錬所の撤退、負荷と発電予測の進展、トランスパワー社がこの投資から正味の市場利益を実証することなどのトリガーに応じてタイミングが決まる、不測の事態として承認された。[38] [39]
トランスパワーは、既存の海底ケーブルは2030年代初頭に寿命を迎え、交換には約4億ドルの費用がかかると述べた。[38]
サイトの所在地
- ヘイワーズ HVDC 変換所: 41°09′05″S 174°58′54″E / 41.151446°S 174.981691°E / -41.151446; 174.981691 (ヘイワーズ HVDC 変換所)
- テ・ヒコウェヌア偏差線離陸地点: 41°14′03″S 174°45′31″E / 41.234167°S 174.758611°E / -41.234167; 174.758611 (テ・ヒコウェヌア偏差線離陸地点)
- テ・ヒコフェヌア海岸電極局:南緯41度12分28秒 東経174度43分11秒 / 南緯41.20778度 東経174.71972度 / -41.20778; 174.71972 (テ・ヒコフェヌア海岸電極駅)
- オテランガ ベイ ケーブル ターミナル駅: 41°17′37″S 174°37′48″E / 41.29361°S 174.63000°E / -41.29361; 174.63000 (オテランガ ベイ ケーブル ターミナル駅)
- ファイティング ベイ ケーブル ターミナル駅: 41°18′35″S 174°12′07″E / 41.3098°S 174.202°E / -41.3098; 174.202 (ファイティング ベイ ケーブル ターミナル駅)
- ボグロイランド電極ステーション: 44°34′26″S 170°05′56″E / 44.574°S 170.099°E / -44.574; 170.099 (ボグロイランド電極ステーション)
- ベンモア HVDC 変換所: 44°33′55″S 170°11′24″E / 44.56528°S 170.19000°E / -44.56528; 170.19000 (ベンモア HVDC 変換所)
参照
参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 HVDC Inter-Islandに関連するメディアがあります。
- ニュージーランドのHVDCリンク
- ニュージーランド HVDC – 島間リンク ( ABBウェブサイトより)
- https://web.archive.org/web/20050526185217/http://www.transmission.bpa.gov/cigresc14/Compendium/NEW-ZEAL.htm
- https://web.archive.org/web/20050526185217/http://www.transmission.bpa.gov/cigresc14/Compendium/New-zeal%20Pictures.pdf