Sviluppo di un modello elettromagnetico di un collegamento HVDC a tensione impressa multilivello

In recent years, HVDC systems for the transmission of electricity have been characterized by a strong expansion both for their ability to transmit electricity over long distances (land or submarine), and because allow to control the power exchanged and possibility to contribute to frequency regulation. In addition to the traditional LCC conversion systems, the VSC (Voltage Source Converter) multilevel impressed voltage systems that use forced on and off semiconductor devices (IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor) are also emerging. The main features of this new conversion technology are: a) allow additional functions compared to traditional thyristor converters (independent regulation of active and reactive powers); b) reduce the harmonics produced by the converter, allowing to limit the size of the conversion stations; c) present loss levels comparable to the traditional thyristor conversion technology. This activity is aimed at deepening the knowledge related to this new DC transmission technology, developing a detailed model in an electromagnetic environment.

Negli ultimi anni i sistemi HVDC per la trasmissione dell’energia elettrica sono stati caratterizzati da una forte espansione sia per la loro capacità di trasmettere energia elettrica su lunghe distanze (terrestri o sottomarine), sia perché consentono di controllare i livelli di potenza scambiata ed eventualmente fornire un contributo alla regolazione di frequenza. Accanto ai tradizionali sistemi di conversione LCC, si stanno affermando anche quelli a tensione impressa multilivello VSC (Voltage Source Converter) che utilizzano i dispositivi a semiconduttore ad accensione e spegnimento forzato (IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor). Le principali caratteristiche di questa nuova tecnologia di conversione sono: a) consentono funzionalità aggiuntive rispetto ai tradizionali convertitori a tiristori (regolazione indipendente delle potenze attiva e reattiva); b) riducono le necessità di filtraggio delle armoniche prodotte dal convertitore, consentendo di limitare gli ingombri delle stazioni di conversione; c) presentano livelli di perdita comparabili con quelli della tradizionale tecnologia di conversione a tiristori. Considerati i numerosi progetti che coinvolgono CESI nell’ambito dell’installazione dei sistemi HVDC, la presente attività è finalizzata ad approfondire le conoscenze relative a questa nuova tecnologia di trasmissione in corrente continua, sviluppandone un modello di dettaglio in ambiente elettromagnetico.