2 GW HVDC मानकीकरण ग्रिड नियंत्रण विकासापेक्षा पुढे गेले

HVDC एका निच तंत्रज्ञानातून मुख्य प्रवाहात

उच्च-दाब थेट प्रवाह (HVDC) प्रेषणाला पारंपरिकपणे एक विशेष तंत्रज्ञान मानले गेले, जे अतिशय लांब ओव्हरहेड लाईन्स, समुद्राखालील केबल्स किंवा विशेषतः कठीण ग्रिड इंटरकनेक्शन्ससाठी राखून ठेवलेले होते. तो काळ संपत आहे. अलीकडेच Redefining Energy पॉडकास्टच्या एका भागात, GE Vernova मधील Grid Systems Integration चे Chief Technology Officer Cornelis Plet यांनी HVDC ला असा तंत्रज्ञान प्रकार म्हणून वर्णन केले, जो आता एक विचित्र प्रस्ताव म्हणून काठावर न राहता, सामान्य ट्रान्समिशन नियोजकाच्या साधनपेटीत सामील होत आहे.

हा बदल वेगाने होत असलेल्या ऊर्जा संक्रमणामुळे घडत आहे. ऑफशोर विंड आणि मोठ्या प्रमाणातील सौरऊर्जा यांसारखे अक्षय ऊर्जास्रोत वाढत असताना, ते अनेकदा खूप दूर असलेल्या किंवा पाण्याने विभक्त झालेल्या मागणी केंद्रांशी जोडले जातात. HVDC लांब अंतरांवर कमी तोटे आणि वीज प्रवाह अचूकपणे नियंत्रित करण्याची क्षमता देते. पारंपरिक वीज प्रकल्प बंद होत असताना, HVDC कडून एकेकाळी फिरत्या यंत्रांनी दिल्या जाणाऱ्या स्थिरता सेवाही अपेक्षित केल्या जात आहेत.

हार्डवेअर मानकीकरण: 2 GW बिल्डिंग ब्लॉक

HVDC च्या परिपक्वतेचे सर्वात स्पष्ट चिन्ह म्हणजे भौतिक मानकीकरण. Plet यांच्या मते, युरोपीय बाजार 2 गिगावॅट (GW), 525 किलोव्होल्ट (kV) प्रणालींना पुनरावृत्ती करता येणाऱ्या बिल्डिंग ब्लॉक म्हणून स्वीकारण्याच्या दिशेने एकत्र येत आहे. या प्रणाली सामान्य कन्व्हर्टर संरचना आणि बायपोलर डिझाइन्स वापरतात. इतर प्रदेश स्वतःचे नमुने विकसित करत आहेत, ज्यामध्ये अमेरिका आणि भारतात नियोजित 3 GW प्रकल्पांचाही समावेश आहे.

ही पुनरावृत्ती पुरवठा साखळीवर रूपांतरकारी परिणाम करते. कन्व्हर्टर, केबल्स, ट्रान्सफॉर्मर्स आणि इतर घटकांचे उत्पादक प्रत्येक प्रकल्प शून्यातून अभियांत्रिकी करण्याऐवजी एखाद्या उत्पादन कुटुंबाभोवती निर्मिती करू शकतात. मानकीकरणामुळे लीड टाइम कमी होतो, खर्च घटतो आणि विश्वासार्हता सुधारते, कारण पुरवठादारांना एकसारख्या किंवा समान उपकरणांचा अनुभव मिळतो. यामुळे परवानगी प्रक्रिया आणि ग्रिड एकात्मताही सोपी होते, कारण नियामक आणि प्रणाली संचालक या तंत्रज्ञानाशी अधिक परिचित होतात.

नियंत्रणातील पोकळी: Grid-forming कन्व्हर्टर्ससाठी जागतिक मानके नाहीत

हार्डवेअर मानकीकृत होत असताना, त्या कन्व्हर्टर्सभोवतीची विद्युत प्रणाली मात्र तशी नाही. अधिक उत्पादन पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्सद्वारे जोडले जात असताना, ट्रान्समिशन प्रणालींनी केवळ मोठ्या प्रमाणावर वीज पोहोचवण्यापेक्षा अधिक काही करणे आवश्यक आहे. आता कन्व्हर्टर्सनी व्होल्टेज सपोर्ट, फ्रिक्वेन्सी रेग्युलेशन आणि डॅम्पिंग यांसारख्या सेवा देऊन ग्रिड स्थिर ठेवण्यास मदत करावी अशी अपेक्षा वाढत आहे. Grid-forming नियंत्रण HVDC प्रणालींसाठी एक महत्त्वाची क्षमता म्हणून पुढे येत आहे.

मात्र, या नियंत्रणांसाठीच्या मानकांच्या सद्यस्थितीबाबत Plet यांनी सावध निरीक्षण नोंदवले. grid-forming वर्तन कसे लागू करावे याची अजून एकसंध जागतिक व्याख्या नाही. ग्रिड कोड आणि प्रादेशिक प्रथा यानुसार गरजा वेगवेगळ्या असल्यामुळे, विक्रेत्यांना अनेक नियंत्रण आवृत्त्या सांभाळाव्या लागतात आणि प्रणाली संचालकांना विसंगत वर्तन सांभाळावे लागते. यामुळे अतिरिक्त अभियांत्रिकी श्रम वाढतो आणि अनपेक्षित परस्परक्रियांचा धोका वाढतो.

मल्टी-टर्मिनल आणि मल्टी-वेंडर परस्परसुसंगतता

युरोप point-to-point HVDC दुव्यांपासून multi-terminal आणि अखेरीस multi-vendor HVDC नेटवर्ककडे जात असताना, नियंत्रणाचे आव्हान अधिक तीव्र होते. उदाहरणार्थ, उत्तर समुद्रातील ऑफशोर विंड फार्म्स स्वतंत्र रेडियल लाईन्सऐवजी जाळीदार ग्रिडद्वारे जोडले जाण्याची शक्यता आहे. अशा प्रणालीमध्ये, एका पुरवठादाराचा कन्व्हर्टर स्टेशन दुसऱ्या पुरवठादाराच्या उपकरणाशी संवाद साधून सहकार्य करायला हवे.

परस्परसुसंगतता म्हणजे केवळ व्होल्टेज आणि पॉवर स्तरांवर सहमती नव्हे. नियंत्रण मोड, संरक्षण योजना, संवाद प्रोटोकॉल, आणि अगदी बौद्धिक संपदा यांनाही जुळवून घ्यावे लागते. विक्रेते मालकीची माहिती शेअर करण्यास अनुत्सुक असू शकतात, पण सामान्य मानके नसल्यास, दोष परिस्थितीत प्रणाली स्थिर कार्याची हमी देऊ शकत नाही. HVDC ग्रिड विस्तारासमोरील ही सर्वात कठीण तांत्रिक आणि व्यावसायिक अडथळ्यांपैकी एक आहे.

PROMOTioN मधून धडे आणि भविष्यातील संशोधन

Plet यांनी यापूर्वी PROMOTioN चे नेतृत्व केले होते, हा जाळीदार ऑफशोर HVDC तंत्रज्ञानावर केंद्रित एक मोठा युरोपीय संशोधन आणि प्रात्यक्षिक कार्यक्रम होता. त्या प्रकल्पाने direct current circuit breakers, संरक्षण रणनीती, आणि multi-terminal control या क्षेत्रांत अत्याधुनिक पातळी पुढे नेली. अशा प्रणाली चालू शकतात हे त्याने सिद्ध केले, पण उर्वरित पोकळ्याही अधोरेखित केल्या. आता पुढील उपक्रम त्या पोकळ्या अधिक लक्षपूर्वक भरून काढत आहेत.

संशोधन समुदाय आणि उद्योगाने शिकले आहे की केवळ हार्डवेअर मानकीकरण पुरेसे नाही. HVDC चे फायदे पूर्णपणे मिळवायचे असतील, तर ग्रिड कोड्सना नवीन नियंत्रण पद्धती सामावून घेण्यासाठी विकसित व्हावे लागेल, आणि युटिलिटीजनी multi-terminal नेटवर्कला स्वतंत्र मालमत्तांचा संच न मानता एक एकात्मिक प्रणाली म्हणून पाहणाऱ्या नियोजन पद्धती स्वीकाराव्या लागतील. तंत्रज्ञान तयार आहे; त्याला वेढून असलेली ग्रिड आर्किटेक्चर अजूनही त्याच्या मागे येत आहे.

प्रादेशिक फरक: युरोप, संयुक्त राज्ये, आणि भारत

2 GW, 525 kV बिल्डिंग ब्लॉक्सकडे युरोपचा कल, अमेरिका आणि भारतात विकसित होत असलेल्या मोठ्या 3 GW प्रकल्पांशी विरोधाभास दाखवतो. हे प्रादेशिक फरक प्रसारण अंतर, लोड घनता, आणि अक्षय ऊर्जा एकात्मता उद्दिष्टांतील भिन्नता दर्शवतात. अमेरिकेत, अक्षय ऊर्जायुक्त प्रदेश आणि लोकसंख्या केंद्रांमधील लांब पल्ल्याचे इंटरकनेक्शन्स अधिक सामान्य होत आहेत, ज्यामुळे उच्च क्षमतेच्या HVDC दुव्यांची गरज वाढत आहे. भारतही आपल्या सौर आणि वाऱ्याच्या कॉरिडॉरमधून उच्च मागणी असलेल्या भागांमध्ये वीज नेण्यासाठी HVDC मध्ये गुंतवणूक करत आहे.

हार्डवेअर वेगळे असू शकते, पण नियंत्रण आव्हाने सार्वत्रिक आहेत. प्रत्येक प्रदेशात grid-forming control आवश्यकतांची व्याख्या अजून सुरू आहे, आणि multi-vendor परस्परसुसंगतता अजूनही प्रगतीपथावर आहे. सामान्य ऑपरेशन आणि व्यत्ययांच्या वेळी कन्व्हर्टर्सनी कसे वागावे यासाठी उद्योगाने अद्याप एक समान चौकट ठरवलेली नाही.

मुख्य मुद्दे

• HVDC आता ट्रान्समिशन नियोजकांसाठी मुख्य प्रवाहातील तंत्रज्ञान आहे, निच उपाय नाही.
• युरोपीय बाजार 2 GW, 525 kV HVDC प्रणाली मानकीकृत करत आहेत, तर अमेरिका आणि भारतात 3 GW प्रकल्प आहेत.
• Grid-forming नियंत्रण अत्यावश्यक होत आहेत, पण जागतिक मानके नाहीत.
• Multi-terminal आणि multi-vendor HVDC ग्रिड्सना महत्त्वपूर्ण परस्परसुसंगततेच्या आव्हानांना सामोरे जावे लागते.
• PROMOTioN सारख्या संशोधन कार्यक्रमांनी व्यवहार्यता दाखवली आहे, पण असे अंतरही उघड केले आहे ज्यासाठी सातत्यपूर्ण प्रयत्न आवश्यक आहेत.

पुढचा मार्ग

HVDC-आधारित ग्रिडकडे संक्रमण आधीच सुरू झाले आहे. हार्डवेअर अधिक मानकीकृत आणि अधिक परवडणारे होत आहे, पण त्याभोवतीची प्रणाली - नियंत्रण, कोड, आणि नियोजन पद्धती - अजूनही विकसित होत आहे. हा फरक भरून काढण्यासाठी युटिलिटीज, नियामक, विक्रेते, आणि संशोधक यांच्यात सहकार्य आवश्यक असेल. grid-forming वर्तन आणि multi-vendor परस्परसुसंगततेसाठी सामान्य मानके नसल्यास, HVDC चे संपूर्ण आश्वासन अपूर्णच राहील.

पुढील दशकात जगाच्या अनेक भागांत HVDC, AC ट्रान्समिशनइतकेच सामान्य होण्याची शक्यता आहे. पण या प्रणालींचे यशस्वी एकीकरण त्यांच्याभोवतीच्या ग्रिडच्या कोड्याचे निराकरण करण्यावर अवलंबून आहे. Plet आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी जसे अधोरेखित केले आहे, तंत्रज्ञान त्याच्या आजूबाजूच्या पायाभूत सुविधांपेक्षा पुढे आहे. उरलेला ग्रिड त्याच्याशी किती लवकर जुळवून घेतो, हा खरा प्रश्न आहे.

हा लेख CleanTechnica च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.