- एचवीडीसी ट्रांसमिशन: नवीकरणीय ऊर्जा के नए युग के लिए एक बिजली सुपरहाइवे
- एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम में वोल्टेज आपूर्ति कन्वर्टर्स (वीएससी) प्रौद्योगिकी
- अल्ट्रा एचवीडीसी (यूएचवीडीसी) के बुनियादी ढांचे में नवीकरणीय ऊर्जा संचरण के लिए अग्रिम
आज की औद्योगिक अर्थव्यवस्थाओं में एक कुशल और लचीली विद्युत पारेषण प्रणाली की आवश्यकता लगातार महसूस की जा रही है। नीति निर्माताओं और वाणिज्यिक संस्थाओं के लिए कई विकल्प उपलब्ध हैं, जिनमें उच्च वोल्टेज प्रत्यक्ष वर्तमान (एचवीडीसी) ट्रांसमिशन सिस्टम ऊर्जा प्रबंधन की एक व्यवहार्य प्रणाली के रूप में उभर रहा है।
एचवीडीसी प्रौद्योगिकी के विकास से बिजली के समुद्र में परिवर्तन के तरीके में परिवर्तन होता है, जो लंबी दूरी पर प्रसारित होता है, क्योंकि यह वर्तमान (एसी) ट्रांसमिशन सिस्टम को वैकल्पिक करने पर कई गुना लाभ प्रदान करता है। एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम कम उत्सर्जन और लागत-बचत के संदर्भ में लाभ प्रदान करता है, जब लंबी दूरी के लिए ओवरहेड और छोटी दूरी के लिए भूमिगत या पानी के नीचे तैनात किया जाता है।
अधिकतम क्षणिक दक्षता और कम बिजली के नुकसान की पेशकश करके, भले ही जिस दूरी पर बिजली जाती है, एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम लंबी दूरी पर, जैसे द्वीपों और यहां तक कि महाद्वीपों के लिए बिजली संचरण के लिए एक महत्वपूर्ण क्षमता पैदा कर रहा है। एचवीडीसी प्रौद्योगिकियों में प्रगति अक्षय बिजली प्रणालियों के लिए मार्ग प्रशस्त कर रही है, जो एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम बाजार की सकारात्मक भविष्य की संभावनाओं को दर्शाती है, जिसका मूल्य 2018 में लगभग यूएस $ 7.4 बिलियन था।
एचवीडीसी ट्रांसमिशन: नवीकरणीय ऊर्जा के नए युग के लिए एक बिजली सुपरहाइवे
एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम उस आधार के रूप में उभर रहा है जिस पर नवीकरणीय स्रोतों पर आधारित नई ऊर्जा प्रणाली विकसित और कार्यान्वित की जा रही है। नवीकरणीय ऊर्जा प्रणाली, जैसे कि सौर और पवन ऊर्जा परियोजनाएं, अक्सर अत्यधिक अस्थिर होती हैं और दूरदराज के क्षेत्रों में स्थित होती हैं। हमेशा विकसित एचवीडीसी तकनीक लंबी-लंबी एचवीडीसी ट्रांसमिशन लाइनों के साथ नई ऊर्जा अर्थव्यवस्था में जमीन हासिल कर रही है जो अधिकतम दक्षता और बिजली न्यूनतम नुकसान के साथ बिजली का परिवहन कर सकती है।
एचवीडीसी लाइनें "बिजली सुपरहाइवेज़" बन रही हैं, जो अक्षय ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों के भविष्य को तीन तरीकों से आगे बढ़ा रही हैं- मौजूदा बिजली संयंत्रों को परस्पर जोड़ने, नए सौर ऊर्जा स्टेशनों को विकसित करने और अपतटीय पवन ऊर्जा परियोजनाओं को एकीकृत करने के लिए। पावर अर्धचालक, उच्च वोल्टेज केबल और कन्वर्टर्स एचवीडीसी प्रौद्योगिकी के प्रमुख घटकों में से हैं, जो आधुनिक प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) ट्रांसमिशन सिस्टम में अलग-अलग विशेषताएं लाते हैं।
नए बिजलीघरों के निर्माण की आवश्यकता को एचवीडीसी पारेषण प्रणालियों की तैनाती के साथ टाल दिया जा सकता है, क्योंकि यह विभिन्न पॉवर सिस्टमों को अधिक कुशलता से संचालित करने के लिए आपस में जुड़ता है। नई विद्युत प्रणाली बड़े पनबिजली संसाधनों से आने वाले अधिक से अधिक आर्थिक और पर्यावरणीय लाभ प्राप्त कर सकती है, जो एचवीडीसी पारेषण लाइनों के माध्यम से पारंपरिक बिजली प्रणालियों में थर्मल पीढ़ी प्रणालियों को प्रतिस्थापित करती है।
एचवीडीसी ट्रांसमिशन इंटरकनेक्टिड ग्रिड की पेशकश करने के लिए अक्षय ऊर्जा संसाधनों के बड़े पैमाने पर एकीकरण के लिए पावर सुपरहाइव बन गया है, जो नई अक्षय ऊर्जा अर्थव्यवस्था की चुनौतियों का समाधान करने के लिए विश्वसनीय और लचीला है। एचवीडीसी ट्रांसमिशन ग्रिड एचवीडीसी पावर सुपरहाइवेज और सौर परियोजनाओं और अपतटीय पवन स्टेशनों में लाइनों और कनवर्टर स्टेशनों के साझाकरण के बीच लोड संतुलन को सक्षम करता है। जिससे एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम की तैनाती को ऐसे बिजली नेटवर्क में अतिरेक और विश्वसनीयता प्रदान करने का एक आर्थिक रूप से व्यवहार्य तरीका माना जाता है।
इसके अलावा, एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम मौजूदा राइट-ऑफ-वे चुनौतियों के लिए संभव समाधान प्रदान करता है। ओवरहेड तैनात एक एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम एक डबल सर्किट एसी ट्रांसमिशन लाइन की तुलना में अधिक विश्वसनीय साबित हो सकता है। एक एचवीडीसी अवसंरचना भूमिगत और उप-अनुप्रयोग अनुप्रयोगों में अछूता एचवीडीसी केबलों का उपयोग करके बिजली क्षणिक दक्षता में सुधार कर सकती है, जो सही-तरीके की अनुमति प्रक्रियाओं में तेजी ला सकती है। इसके अलावा, एचवीडीसी पारेषण प्रणाली को मौजूदा एसी लाइनों पर या उसके समीप भूमि उपयोग की जरूरतों को कम करते हुए स्थापित किया जा सकता है।
एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम में वोल्टेज आपूर्ति कन्वर्टर्स (वीएससी) प्रौद्योगिकी
एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम वर्तमान-स्रोत, लाइन-कम्यूटेड कन्वर्टर्स (एलसीसी) को रोजगार देता है, जिसे संचालित करने के लिए श्रृंखला कैपेसिटर, शंट बैंकों या फिल्टर से प्रतिक्रियाशील शक्ति की आवश्यकता होती है। हालांकि, एक पारंपरिक एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम एसी नेटवर्क को गतिशील वोल्टेज समर्थन की पेशकश करने और वांछित सीमा के भीतर एक स्वीकार्य सीमा के तहत सिस्टम वोल्टेज को नियंत्रित करने में विफल रहता है। नतीजतन, वोल्टेज की आपूर्ति कन्वर्टर्स का उपयोग पारंपरिक एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम में किया जाता है, न केवल एसी नेटवर्क को गतिशील वोल्टेज विनियमन प्रदान करने के लिए, बल्कि सिस्टम में बिजली के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए भी।
वीएससी तकनीक पर आधारित एचवीडीसी पारेषण प्रणाली सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति दोनों के स्वतंत्र नियंत्रण की पेशकश कर सकती है जिसमें कोई कम्यूटेशन विफल नहीं है। VSC- आधारित एचवीडीसी ट्रांसमिशन में IGBT वाल्व का स्विचिंग एक पल्स चौड़ाई मॉडुलेशन (PWM) का अनुसरण करता है, जो सिस्टम को निरंतर डीसी वोल्टेज के साथ कनवर्टर एसी आउटपुट वोल्टेज के चरण कोण और आयाम को समायोजित करने की अनुमति देता है।
इसके अलावा, वीएससी-आधारित एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम में दो स्वतंत्र नियंत्रण और सुरक्षा प्रणालियां शामिल हैं, जिनमें डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर और माइक्रोकंट्रोलर शामिल हैं, और उच्च विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अतिरेक प्रदान करते हैं। इस तरह की विशेषताओं को एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम में एलसीसी प्रौद्योगिकी पर वीएससी प्रौद्योगिकी के प्रति अंतिम-उपयोगकर्ता के झुकाव के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।
वीएससी-आधारित एचवीडीसी सिस्टम एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम बाजार में लोकप्रियता में बढ़ रहे हैं, बाजार के राजस्व में 55% से अधिक है। उच्च श्रेणी निर्धारण ट्रांसमिशन अनुप्रयोगों के लिए अपेक्षाकृत महंगा विकल्प होने के बावजूद, VSC- आधारित ट्रांसमिशन तकनीक पारंपरिक एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए उम्र की है।
एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम मार्केट में अग्रणी कंपनियां दुनिया भर में लागू अक्षय ऊर्जा परियोजनाओं में एचवीडीसी ट्रांसमिशन की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए वीएससी प्रौद्योगिकी को अपनाने को बढ़ावा दे रही हैं। उदाहरण के लिए, तोशिबा एनर्जी सिस्टम्स एंड सोल्यूशंस कॉर्पोरेशन - बिजली उत्पादन प्रणालियों के एक अग्रणी जापानी निर्माता - ने मार्च 2019 में होक्काइडो के उत्तरी द्वीप में जापानी मुख्य भूमि (होन्शु) को जोड़ने वाले वीएससी-आधारित एचवीडीसी ट्रांसमिशन लिंक की स्थापना की घोषणा की। कंपनी घोषणा की कि यह जापान की पहली VSC- आधारित एचवीडीसी प्रणाली है जो 600 मेगावाट इंटरकनेक्शन क्षमता को हर समय सुनिश्चित करती है।
अप्रैल 2019 में, एबीबी समूह - एक स्विस-स्वीडिश बहुराष्ट्रीय निगम जो बिजली, भारी विद्युत उपकरण, और स्वचालन प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में काम कर रहा है - ने घोषणा की कि इसने हिताची, लिमिटेड के साथ एक संयुक्त उद्यम स्थापित किया है - एक जापानी बहुराष्ट्रीय कंपनी - VSC को वितरित करने के लिए। जापान में हिगाशी-शिमिज़ू सबस्टेशन के लिए एचवीएससी ट्रांसमिशन सिस्टम आधारित है। कंपनी ने घोषणा की कि वीएससी-आधारित एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम में दो वीएससी कन्वर्टर्स (प्रत्येक में 300,000 किलोवाट) शामिल होंगे, और हिताची सिस्टम का निर्माण करेगा, जिसमें एक नियंत्रण और सुरक्षा प्रणाली के साथ हिताची कन्वर्टर ट्रांसफार्मर और एक एबीबी एचवीडीसी कनवर्टर शामिल होगा।
अल्ट्रा एचवीडीसी (यूएचवीडीसी) के बुनियादी ढांचे में नवीकरणीय ऊर्जा संचरण के लिए अग्रिम
एक यूएचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम का विकास एचवीडीसी ट्रांसमिशन तकनीक में नवीनतम प्रगति में से एक है, जो कम से कम 800 केवी के डीसी वोल्टेज ट्रांसमिशन की अनुमति देता है; एक पारंपरिक एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम आमतौर पर 100 केवी से 600 केवी के बीच वोल्टेज का उपयोग करता है। चूंकि नई वैश्विक ऊर्जा अर्थव्यवस्था धीरे-धीरे महाद्वीपीय पैमाने पर बिजली ग्रिड की ओर बढ़ रही है, यूएचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम दुनिया भर में अत्यधिक महत्व प्राप्त करने की संभावना है।
विकसित क्षेत्र यूएचवीडीसी पारेषण प्रणालियों के लिए सबसे अनुकूल बाजारों में से हैं, क्योंकि विकसित देश बड़ी मात्रा में नवीकरणीय ऊर्जा पैदा कर रहे हैं। उत्तरी अमेरिका और यूरोप एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए सबसे बड़े बाजारों में से हैं, क्योंकि इन क्षेत्रों में शासी निकाय अपने जलवायु लक्ष्यों को पूरा करने के लिए एचवीडीसी अवसंरचना को विकसित करने के लिए भारी निवेश कर रहे हैं।
यूनाइटेड किंगडम प्रमुख यूरोपीय देशों में से एक है जिसने एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम लागू किया है। नॉर्वे, आयरलैंड, फ्रांस और हॉलैंड सहित यूके कई पड़ोसी देशों के साथ एचवीडीसी लिंक साझा करता है। इसके अलावा, संयुक्त राज्य अमेरिका स्वच्छ ऊर्जा उत्पादन में निवेश को बढ़ावा दे रहा है, और एचवीडीसी ट्रांसमिशन को अपनाने से देश में तीव्र गति से वृद्धि हो रही है। अमेरिका में बिजली के सुपर-हाईवे सिस्टम का कभी-विस्तार वाला अंतरराज्यीय नेटवर्क उत्तरी अमेरिका को एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम का सबसे बड़ा बाजार बनाता है, जिसमें वैश्विक बाजार का लगभग एक-चौथाई राजस्व हिस्सा होता है।
हालांकि, उभरती हुई अर्थव्यवस्थाओं की बढ़ती संख्या जल विद्युत स्टेशनों और पवन ऊर्जा परियोजनाओं के विकास के साथ नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन में आशाजनक वृद्धि दिखा रही है। विकासशील देश बड़े पैमाने पर सौर और पवन ऊर्जा परियोजनाओं के लिए घर हैं, और इन देशों में बढ़ती बिजली की मांग को पूरा करने के लिए यूएचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम को अपनाया जा रहा है।
चीन पहले यूएचवीडीसी पारेषण प्रणाली को अपनाने के लिए दुनिया के अग्रणी देशों में से एक बन गया। 2010 में, दुनिया की पहली UHVDC ट्रांसमिशन लाइन ABB ग्रुप द्वारा चीन के शंघाई और ज़ियांगजीबा के बीच 6.4 GW की पावर रेटिंग और लगभग 1,907 किमी की कुल लंबाई के साथ बनाई गई थी। 2017 तक, देश ने देश में कम से कम 21 नई UHVDC ट्रांसमिशन लाइनों को विकसित करने के लिए 400 बिलियन युआन (यूएस $ 57 बिलियन) से अधिक का निवेश किया।
जनरल इलेक्ट्रिक कंपनी (जीई) - 2017 में छत्तीसगढ़, भारत में दो चरणबद्ध एचवीडीसी बिजली पारेषण प्रणाली के पहले 1,500 मेगावाट चरण के लिए एक अमेरिकी बहुराष्ट्रीय समूह-commissioned। द पावर ग्रिड कॉर्पोरेशन ऑफ इंडिया लिमिटेड - एक भारतीय राज्य के स्वामित्व वाली इलेक्ट्रिक उपयोगिता कंपनी - परियोजना में 6,300 करोड़ रुपये से अधिक का निवेश। बिजली मंत्रालय ने घोषणा की कि दिसंबर 2018 में 5,200 करोड़ रुपये से अधिक के निवेश के साथ परियोजना की क्षमता को 6,000 मेगावाट और बढ़ा दिया गया। जीई ने घोषणा की कि यह भारत के साथ-साथ दुनिया में कंपनी का पहला यूएचवीडीसी प्रोजेक्ट है, जो 1,667 है 3000 मेगावाट तक की संचारित शक्ति के साथ किमी ऊर्जा सुपरहाइवे।
चीन और भारत जैसी उभरती अर्थव्यवस्थाओं में UHVDC ट्रांसमिशन सिस्टम को बढ़ाने के साथ, एशिया प्रशांत क्षेत्र (जापान को छोड़कर) HVDC ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए एक उच्च-विकास बाजार के रूप में उभर रहा है। विद्युत पारेषण और वितरण (टीएंडडी) क्षेत्र में भविष्य के रुझान अक्षय ऊर्जा स्रोतों के मिश्रण से अत्यधिक प्रभावित हैं।
T & D सेक्टर में निवेश बढ़ने से आने वाले वर्षों में अक्षय ऊर्जा उत्पादन बढ़ेगा। इसके परिणामस्वरूप, नई ऊर्जा उत्पादन चुनौतियों का प्रबंधन करने और आगामी वर्षों में नवीकरणीय स्रोतों को एकीकृत करने के लिए एक लचीले और किफायती समाधान के रूप में एचवीडीसी ट्रांसमिशन सिस्टम के वैश्विक अपनाने को ट्रिगर किया जाएगा।