Estabilizar sistemas VSC-HVDC eólicos marinos con correctores de amplitud y fase de 66 kV

El proyecto del parque eólico marino de Yangjiang Sanshandao utiliza un sistema de transporte VSC-HVDC de ±500 kV para evacuar grandes potencias a lo largo de largas distancias submarinas. A medida que los parques eólicos marinos se alejan de la costa, la tecnología VSC-HVDC se adopta cada vez más para el transporte de gran capacidad y larga distancia. Sin embargo, las interacciones entre el sistema de control MMC, la impedancia del sistema y la excitación armónica pueden introducir amortiguamiento negativo y riesgos de resonancia de alta frecuencia. Estas oscilaciones pueden alcanzar varios miles de hercios y afectar al funcionamiento estable de las válvulas convertidoras y los transformadores.

• Riesgo de resonancia de alta frecuencia — La interacción entre el amortiguamiento negativo, la impedancia del sistema y la excitación armónica puede provocar resonancias y oscilaciones de alta frecuencia.

• Entorno marino severo — La alta salinidad, la humedad y la niebla salina obligan a los equipos a cumplir los requisitos de contaminación de clase IV manteniendo el aislamiento y la resistencia a la corrosión.

• Transporte y cargas dinámicas — Durante el transporte marítimo y el montaje en alta mar, los conjuntos de condensadores están expuestos a movimientos, vibraciones y aceleraciones. Los equipos deben soportar aceleraciones horizontales y verticales de hasta 0,2 g manteniendo su integridad estructural durante el transporte, la elevación y el posterior funcionamiento en la plataforma.

• Adaptación de impedancias — Sieyuan diseñó los correctores de amplitud y fase de 66 kV con condensadores, reactancias, resistencias y transformadores de intensidad para remodelar la impedancia armónica de la interfaz CA/CC. La impedancia adaptada aporta amortiguamiento positivo o una barrera de alta impedancia en los rangos de frecuencia críticos, ayudando a interrumpir la formación de oscilaciones.

• Diseño eléctrico reforzado para el entorno marino — Los equipos incorporan líneas de fuga ampliadas y tratamientos anticorrosión para las condiciones offshore de contaminación de clase IV.

• Trincaje marino y sujeción mecánica — Se dispusieron cuatro cables de acero de forma uniforme alrededor de cada bastidor de condensadores a intervalos de 360°, fijados desde el bastidor longitudinal central a puntos de anclaje designados. Se utilizaron tensores para tensar los cables, formando una estructura de sujeción triangulada rígida. Se realizaron simulaciones estructurales con aceleraciones horizontales y verticales de 0,2 g para validar la integridad mecánica del conjunto completo durante el transporte, la elevación y el funcionamiento en la plataforma.

• Supresión de resonancias basada en la impedancia — Los correctores de amplitud y fase remodelan la impedancia armónica de la interfaz CA/CC, aportando amortiguamiento positivo o barreras de alta impedancia en los rangos de frecuencia críticos para mitigar la resonancia de alta frecuencia.

• Protección frente al entorno marino — El diseño para contaminación de clase IV, las líneas de fuga ampliadas y los tratamientos anticorrosión garantizan un funcionamiento fiable en entornos de alta humedad, alta salinidad y niebla salina.

• Protección mecánica para el transporte marítimo — El sistema específico de trincaje y sujeción, validado con aceleraciones horizontales y verticales de 0,2 g, garantiza la integridad estructural de los conjuntos de condensadores durante el transporte marítimo, la elevación y el funcionamiento en la plataforma.