Communicatieloze beveiliginsalgoritmes voor vermaasde DC hoogspanningsnetten.

Om hernieuwbare energiebronnen op een grote schaal te integreren in het elektriciteitssysteem, zullen corridors met vermogens en lengtes die vele malen groter zijn dan deze in het bestaande systeem, nodig zijn. Om zulke corridors te realiseren, biedt gelijkstroomtechnologie gebaseerd op Voltage Source Converters (VSC HVDC) verschillende voordelen ten opzichte van de hedendaags alomgebruikte wisselstroomtechnologie. Het gebruik van VSC HVDC in grootschalige vermaasde gelijkstroomnetten kan voorzien in de versterkingen die nodig zijn voor de integratie van massale hoeveelheden hernieuwbare energiebronnen.

Selectieve beveiliging tegen fouten aan de gelijkstroomzijde is essentieel voor de veilige en betrouwbare uitbating van vermaasde gelijkstroomnetten. Gezien de beveiliging van een gelijkstroomnet tien tot honderd keer sneller moet werken dan beveiliging van wisselstroomnet, zijn beveiligingsalgoritmes voor vermaasde gelijkstroomnetten fundamenteel verschillend van deze gebruikt in een wisselstroomnet. Daarenboven werd het kleine aantal beveiligingsalgoritmes beschreven in de recente literatuur enkel getest voor specifieke kleinschalige testsystemen. Om tot een algemeen bruikbare en betrouwbare beveiliging van gelijkstroomnetten te komen, is een meer fundamentele aanpak naar de ontwikkeling van beveiligingsalgoritmes noodzakelijk.

Dit werk voorziet in de concepten die nodig zijn voor het ontwikkelen van communicatieloze beveiligingsalgoritmes voor gelijkstroomnetbeveiliging. Een gedetailleerd overzicht van de fenomenen die optreden bij dc fouten wordt gegeven en de methodes om deze fouten te verwijderen, worden geclassificeerd. De bijdrage van HVDC convertoren, meer specifiek de ``half-bridge modular multilevel converter'', tot dc foutstromen wordt gekarakteriseerd en een gereduceerd convertormodel voor gelijkstroomfoutstudies, wordt voorgesteld. Richtlijnen voor het ontwerp van foutdetectiemethodes worden voorgesteld op basis van fundamentele theorie van elektromagnetische golfpropagatie. Daarnaast worden voor deze methodes de vereisten naar signaalverwerking, meerbepaald bemonsteringsfrequentie en digitale filters, onderzocht. Tot slot worden snelle en selectieve beveiligingsalgoritmes voor primaire en back-up beveiliging ontwikkeld. Deze algoritmes zijn afgestemd voor selectieve beveiliging van een gelijkstroomnet gebruik makende van kabels, waarbij de kabels afgesloten zijn met een inductieve impedantie.