El sistema HVDC de Rio Madeira es un sistema de transmisión de corriente continua de alto voltaje en Brasil , construido para exportar energía desde nuevas plantas hidroeléctricas en el río Madeira en la cuenca del Amazonas a los principales centros de carga del sudeste de Brasil. El sistema consta de dos estaciones convertidoras en Porto Velho en el estado de Rondônia y Araraquara en el estado de São Paulo , interconectadas por dos líneas de transmisión bipolares de ±600 kV CC con una capacidad de 3.150 megavatios (4.220.000 hp) cada una. Además de los convertidores para los dos bipolos, la estación convertidora de Porto Velho también incluye dos convertidores back-to-back de 400 MW para suministrar energía al sistema local de CA de 230 kV. Por lo tanto, la capacidad total de exportación de la estación de Porto Velho es de 7100 MW: 6300 MW de los dos bipolos y 800 MW de los dos convertidores back-to-back. Cuando el Bipole 1 comenzó a operar comercialmente en 2014, Rio Madeira se convirtió en la línea HVDC más larga del mundo, superando al sistema Xiangjiaba-Shanghai en China . Según la organización de investigación energética Empresa de Pesquisa Energética (EPE), [1] la longitud de la línea es de 2.375 kilómetros (1.476 millas).
La estación convertidora del norte (Porto Velho) está conectada, a través de una red colectora de 500 kV CA ( Coletora Porto Velho ), al nuevo complejo hidroeléctrico de Rio Madeira. A enero de 2013, este constaba de dos centrales generadoras: Santo Antônio , cerca de Porto Velho, con una capacidad de 3150 MW, y Jirau , con una capacidad de 3750 MW, aproximadamente a 100 kilómetros (62 millas) de distancia. Ambas plantas generadoras son del tipo de baja caída, llamadas de pasada , para minimizar el impacto ambiental del proyecto. Utilizan turbinas bulbo , que son un tipo de turbina Kaplan de eje horizontal . Estas tienen una inercia muy baja en comparación con otros tipos de generadores hidroeléctricos, y esto generó preocupaciones de que las turbinas pudieran dañarse por exceso de velocidad en caso de una interrupción repentina de la transmisión de energía en las líneas HVDC.
Con una distancia de transmisión tan larga (2375 km), la HVDC parecería ser la solución natural para transportar la energía generada a los centros de carga del sudeste de Brasil, pero se realizó un análisis técnico-económico muy completo para evaluar los beneficios relativos de varias soluciones diferentes. Se examinaron inicialmente un total de 16 opciones, incluidas tres opciones totalmente de CC a 500 kV, 600 kV y 800 kV, así como varias opciones totalmente de CA y opciones híbridas de CC + CA. Al final, se concluyó que la CC, a una tensión de transmisión de 600 kV (la misma que para el esquema de Itaipú en el sur de Brasil) era la opción preferida. [2]
Sin embargo, dos de las otras opciones (una opción de CA total y una opción híbrida de CA+CC) también se llevaron a la segunda etapa de planificación del proyecto. Por lo tanto, se presentaron tres opciones para la selección final: [1]
La opción ganadora de las tres opciones preseleccionadas se decidió mediante una subasta en noviembre de 2008 y resultó ser la opción de CC de ±600 kV. Esta opción se dividió en siete paquetes separados, denominados Lotes 1 a 7: [1]
La tensión de transmisión de ±600 kV es la misma que se utilizó en el proyecto de Itaipú , pero para Rio Madeira los convertidores están diseñados con un solo puente de doce pulsos por polo.
La estación convertidora de Porto Velho contiene los terminales rectificadores de los dos bipolos de ±600 kV, así como los dos convertidores back-to-back de 400 MW. Las estaciones convertidoras Bipole 1 y los dos convertidores back-to-back han sido construidas por ABB [3] y se pusieron en servicio en agosto de 2014. [4] Las estaciones convertidoras Bipole 2 han sido construidas por Alstom Grid [5] y en febrero de 2015 todavía se encuentran en fase de puesta en servicio.
Todos los convertidores HVDC utilizan válvulas de tiristores aisladas en aire y refrigeradas por agua , suspendidas del techo de la sala de válvulas y que utilizan tiristores de 125 mm de diámetro. Ambas estaciones convertidoras de Bipole 2 [5] y la estación convertidora de Araraquara de Bipole 1 utilizan transformadores convertidores monofásicos de dos devanados con las válvulas de tiristores dispuestas en válvulas dobles , pero la estación convertidora de Bipole 1 de Porto Velho utilizó transformadores convertidores monofásicos de tres devanados (porque el río hizo posible el transporte de transformadores más grandes que en el caso de Araraquara) y válvulas dispuestas en cuadriválvulas . [3]
Como la red de 230 kV en Rondônia y Acre es muy débil, los convertidores back-to-back se implementan como convertidores conmutados por capacitores (CCC). Como las válvulas de tiristores son mucho más pequeñas que las de los bipolos de transmisión, fue posible disponer cada convertidor back-to-back como solo tres pilas de válvulas de ocho válvulas cada una ( octoválvulas ). [3]
El diseño de ciertos aspectos de los dos bipolos (que fueron suministrados por diferentes fabricantes) necesitaba ser coordinado para evitar interacciones adversas de control o problemas de filtrado de armónicos. Además, era necesario tener en cuenta un número considerable de modos de funcionamiento diferentes, como la conexión en paralelo de los convertidores de ambos bipolos en una única línea de transmisión. También existe el requisito de flujo de energía en la dirección sur-norte, aunque solo a un nivel reducido. Estos aspectos, junto con la compleja estructura del proyecto con múltiples empresas de ingeniería involucradas al mismo tiempo, provocaron algunos retrasos en el proyecto.
