El sistema Rio Madeira HVDC es un sistema de transmisión de corriente continua de alto voltaje en Brasil , construido para exportar energía desde nuevas centrales hidroeléctricas en el río Madeira en la cuenca del Amazonas a los principales centros de carga del sureste 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 CC de ±600 kV 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 consecutivos de 400 MW para suministrar energía al sistema local de CA de 230 kV. Por tanto, la capacidad total de exportación de la central de Porto Velho es de 7.100 MW: 6.300 MW de los dos bipolos y 800 MW de los dos convertidores consecutivos. Cuando Bipole 1 comenzó su operación comercial 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 CA de 500 kV ( Coletora Porto Velho ), al nuevo complejo de la central hidroeléctrica Rio Madeira. A enero de 2013 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 de baja caída, denominadas de pasada, para minimizar el impacto ambiental del proyecto. Utilizan turbinas de bulbo , que son un tipo de turbina Kaplan de eje horizontal . Tienen una inercia muy baja en comparación con otros tipos de generadores hidroeléctricos, lo que generó preocupación 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), HVDC parecería ser la solución natural para transportar la energía generada a los centros de carga del sudeste de Brasil, pero aun así se realizó un análisis tecnoeconómico muy completo para evaluar los beneficios relativos. de varias soluciones diferentes. Inicialmente se examinaron 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 opción preferida era CC, a una tensión de transmisión de 600 kV (la misma que para el esquema de Itaipú en el sur de Brasil). [2]
Sin embargo, dos de las otras opciones (una opción totalmente de CA y una opción híbrida de CA+CC) también se llevaron a la segunda etapa de planificación del proyecto. Así, se propusieron tres opciones para la selección final: [1]
El ganador de las tres opciones preseleccionadas se decidió mediante una subasta en noviembre de 2008 y resultó ser la opción totalmente 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 adosados de 400 MW. Las estaciones convertidoras Bipole 1 y los dos convertidores consecutivos fueron construidas por ABB [3] y se pusieron en servicio en agosto de 2014. [4] Las estaciones convertidoras Bipole 2 fueron construidas por Alstom Grid [5] y en febrero de 2015 todavía están en proceso de puesta en marcha.
Todos los convertidores HVDC utilizan válvulas de tiristores refrigeradas por agua y aisladas por aire , 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 Porto Velho Bipole 1 utilizó transformadores monofásicos de tres -transformadores convertidores de devanados (porque el río viabilizó el transporte de transformadores de mayor tamaño que en Araraquara) y válvulas dispuestas en cuadrivalvas . [3]
Debido a que la red de 230 kV en Rondônia y Acre es muy débil, los convertidores consecutivos se implementan como Convertidores Conmutados por Capacitores (CCC). Como las válvulas de tiristor eran mucho más pequeñas que las de los bipolos de transmisión, era posible disponer cada convertidor adosado como solo tres pilas de válvulas de ocho válvulas cada una ( octoválvulas ). [3]
Era necesario coordinar el diseño de ciertos aspectos de los dos bipolos (que fueron suministrados por diferentes fabricantes) para evitar interacciones de control adversas o problemas de filtrado de armónicos. Además, era necesario tener en cuenta un número considerable de modos de funcionamiento diferentes, como por ejemplo conectar en paralelo los convertidores de ambos bipolos en una única línea de transmisión. También es necesario un flujo de energía en dirección sur-norte, aunque sólo a un nivel reducido. Estos aspectos, junto con la compleja estructura del proyecto con varias empresas de ingeniería involucradas al mismo tiempo, provocaron algunos retrasos en el proyecto.
