Reliability analysis of the bus-bar systems in MMC VSC Multi-terminal HVDC

At present, the optimal exploitation of energy is the principal disquiet of the world and coping with the energy catastrophe in the full technical and engineering approach is vital. HVDC grids (MTDCs) are one of the pledging technology to meet the world’s energy needs thanks to its minimal losses and high-level of controllability. Nevertheless, the complimentary technology at HVDC converter stations is modular multilevel converter (MMC) which provides power systems with a fantastic number of benefits. Though, MMC similar to the other technologies is not matured enough and has quite a few challenges that need to be confronted. Nonetheless, electric substations (namely bus-bar systems) are one of the critical points in power systems that may possibly be described as a feeble power point since any malfunction of these points can lead to loss of load. In this dissertation, scrutiny of distinct forms of bus-bar configuration is carried out to provide engineers with essential data to assist design a system with the finest overall trustworthiness. The selection process of proper bus-bar configuration is dependent on a number of attributes which are subsequently: the degree of reliability, degree of security, costs, maintenance, operational flexibility and safety. The investigation is conducted into the impact of diverse bus-bar topologies on system overall reliability (system point of view - security) and distribution network lines (individual point of view - unavailability) by taking into account apparatus failure rate. Furthermore, in this assessment switching and reconfiguration events are reflected to reveal realistic numerical results. Likewise, a comprehensive comparison amongst bus-bars is accomplished from the individual and systemic viewpoint. Quantifications are considered for five typical bus-bar topologies that are 1. Single bus-bar 2. Double bus-bar with double breaker 3. Double bus-bar with single breaker 4. Breaker-and-a-half bus-bar 5. Ring bus-bar.

Al giorno d'oggi, lo sfruttamento ottimale dell'energia è la principale preoccupazione del mondo e affrontare la crisi energetica con un approccio tecnico e ingegneristico è di vitale importanza. Le reti HVDC (MTDC) sono una delle promesse per soddisfare le esigenze energetiche del mondo grazie alle minime perdite e all'alto livello di controllabilità. Un elemento complementare nelle stazioni di conversione HVDC è il convertitore multilivello modulare (MMC) che fornisce ai sistemi elettrici di potenza numerosi vantaggi. Tuttavia, gli MMC non sono ancora maturi e presentano alcune sfide che devono essere affrontate. Le sottostazioni elettriche (composte da sistemi di sbarre) sono uno dei punti critici nei sistemi di potenza e hanno dei punti deboli, in quanto un qualsiasi malfunzionamento può portare alla perdita di carico. In questa Tesi, sono descritti diversi tipi di sbarre così da fornire agli ingegneri i dati essenziali per aiutare la progettazione di un sistema con la massima affidabilità. La scelta della sbarra più appropriata dipende da diverse esigenze: il grado di affidabilità, il grado di sicurezza, i costi, la manutenzione e la flessibilità operativa. Questa Tesi rivolge attenzione sull'impatto di diverse topologie di sbarre sull'affida-bilità complessiva del sistema (dal punto di vista del sistema - la sicurezza) e sulle linee di distribuzione (dal punto di vista della singola sbarra - l'indisponibilità) tenendo conto del tasso di guasto dell'apparato. Inoltre, in questo studio, commutazioni ed eventi di riconfigurazione mostrano risultati numerici realistici. Un confronto tra sbarre viene effettuato dal punto di vista della singola sbarra e del sistema. Confronti numerici sono presi in considerazione per cinque tipiche topologie di sbarre: 1. Sbarra di distribuzione singola 2. Doppia sbarra di distribuzione con doppio interruttore 3. Doppia sbarra di distribuzione con singolo interruttore 4. Interruttore e mezza sbarra 5. Sbarra ad anello.