La “super” linea elettrica SAPEI

La “super” linea elettrica SAPEI
ABB ha affiancato Terna S.p.A. nella realizzazione dell’elettrodotto
ad alta tensione in corrente continua (high-voltage direct current,
HVDC) che collega il sistema elettrico della Sardegna con la
penisola italiana (SA.PE.I.). Un sistema con numeri da record:
1.000 megawatt di potenza nominale, l’equivalente di quanto
utilizzato da una città di due milioni di abitanti, e 500 kilovolt
di tensione nominale, la più alta mai raggiunta nei sistemi
di trasmissione in esercizio in Italia. L’opera rappresenta un
importante passo avanti verso la “magliatura” delle reti, in una
prospettiva internazionale. Proprio per la sua posizione, l’Italia
si presta infatti ottimamente per diventare il centro di una rete
estesa che spazia dall’Africa settentrionale ai Balcani e al centro
Europa.
Un grande Gruppo protagonista
ABB si è occupata dell’intero sviluppo del progetto dei
due terminali di conversione: studi di sistema, ingegneria
di base e di dettaglio, fornitura di tutte le apparecchiature,
commissioning e messa in servizio.
ABB ha assunto la responsabilità della fornitura e della
realizzazione delle due stazioni di conversione, composte
principalmente dai convertitori, i relativi trasformatori di
conversione, gli apparati a 500 kV in corrente continua,
i componenti per il filtraggio delle armoniche a 380 kV in
corrente alternata, le apparecchiature in corrente alternata
per la connessione alla rete nazionale e i vari impianti ausiliari
e tecnologici di complemento.
I dispositivi elettromeccanici ed elettronici installati sono per
la maggior parte di fabbricazione ABB, soprattutto nella parte
di componentistica che assolve funzioni fondamentali per
l’operatività dell’impianto: interruttori, trasformatori di misura,
batterie di condensatori, scaricatori di sovratensione, isolatori
passanti e, soprattutto, trasformatori di conversione e valvole a
tiristori a reazione dodecafase.
Nel terminale sardo del collegamento, per la vicinanza della
sottostazione al mare e a una centrale elettrica a carbone,
si è scelto di installare gli apparati all’interno di edifici, con la
stazione a 380 kV in corrente alternata con isolamento in gas
(GIS), presso la stazione laziale invece, soltanto le valvole di
conversione e le apparecchiature 500 kV in corrente continua
sono all’interno di edifici mentre i restanti apparati sono
all’aperto (AIS).
La progettazione di dettaglio ha permesso il corretto
dimensionamento delle apparecchiature e la progettazione
delle opere civili.
Anche a livello di alimentazione ausiliaria MT e BT gran parte
dei componenti installati sono di fabbricazione ABB (quadri di
distribuzione e relè di protezione).
Il sistema di controllo e protezione MACH2®, il più evoluto
e versatile disponibile per HVDC, è sviluppato, testato e
continuamente aggiornato da ABB negli ormai numerosi
impianti in tutto il mondo con risultati di esercizio eccellenti:
è l’apparato che governa le due stazioni di conversione
e gestisce tutti i parametri di controllo e protezione del
collegamento stesso.
Questa commessa conferma ABB nel ruolo di interlocutore
di alto profilo per le utility e i gestori delle reti elettriche per
esperienza, tecnologia e know-how. ABB è infatti dotata di
grande solidità tecnica, con risorse e competenze locali e
referenze mondiali, e dell’attitudine a interpretare il business
a tutto campo, per esplorare qualsiasi opportunità fin dal
suo nascere.
All’avanguardia nella tecnologia HVDC
Il SAPEI impiega la tecnologia HVDC di ABB che rappresenta
lo stato dell’arte per i sistemi di trasporto dell’energia elettrica
sulle lunghe distanze, con decine di referenze in tutto il mondo
e la riconosciuta leadership globale nel campo. Oltre 50 anni
fa, infatti, ABB ha pionieristicamente aperto la strada con la
costruzione in Svezia del primo collegamento in alta tensione e
corrente continua per uso commerciale.
La tecnologia HVDC è utilizzata per la trasmissione di energia
elettrica su lunghe distanze, oltre che per l’interconnessione
di reti elettriche appartenenti a paesi diversi. Più di recente
ABB ha ampliato la propria offerta introducendo la soluzione
HVDC Light ®.
Pur nell’ambito di una concezione impiantistica che si è
mantenuta inalterata nel tempo, l’evoluzione e la continua
ottimizzazione dei sistemi sono più che evidenti paragonando le
prestazioni di impianti realizzati anche a distanza di pochi anni.
I benefici della tecnologia HVDC
- Collegamento alla rete di sistemi di generazione da fonte
rinnovabile
- Trasmissione di energia su lunghe distanze con riduzione
delle perdite e aumento dell’efficienza
- Incremento della capacità di trasmissione senza impatto
sui livelli di corto circuito
- Separazione in aree del sistema elettrico con incremento
dei margini di sicurezza
- Affidabilità molto elevata grazie alla ridondanza dei
componenti principali
- Stabilizzazione della rete AC con supporto alla regolazione
di tensione e frequenza nonché riaccensione del sistema e
a fronte di black-out
Entrambe le versioni della tecnologia HVDC sono
perfettamente adeguate sia per le grandi infrastrutture, sia
per le applicazioni merchant line.
HVDC Classic
La tecnologia HVDC rappresenta la migliore soluzione per i
sistemi di trasmissione sulle lunghe distanze sia tramite cavi
terrestri o sottomarini che attraverso linee aeree. È inoltre
utilizzata per collegare sistemi separati nei casi in cui non
sia possibile realizzare le tradizionali connessioni in corrente
alternata (AC). Tipicamente, la potenza nominale di un’installazione
HVDC parte da 300 megawatt; i sistemi UHVDC sviluppati
recentemente da ABB con tensioni fino a 800kVdc consentono
di trasferire parecchie migliaia di megawatt per ogni
interconnessione.
Un sistema HVDC consente il controllo rapido e accurato
del flusso di energia per quanto riguarda intensità e direzione.
Questa capacità viene spesso utilizzata per migliorare
l’interazione tra reti AC vicine.
SAPEI: un’opera necessaria
Il collegamento SAPEI è in ordine di tempo il terzo sistema di
interconnessione che permette alla rete peninsulare italiana
l’interscambio di energia elettrica con altre reti – nazionali e
internazionali - tramite tecnologia HVDC. L’hanno preceduto,
in Italia, il SACOI - in esercizio dal 1966 - e la connessione
Italia-Grecia, sistema HVDC con convertitori a tiristori in
funzione dal 2002.
Grazie ai convertitori bidirezionali, il flusso di potenza sarà
totalmente controllato in termini sia di verso, sia di ampiezza.
Le tecnologie di protezione e controllo elettronico di ultima
generazione utilizzate da ABB permettono una regolazione
accurata di tutti i parametri elettrici. A fronte di una qualsiasi
anomalia sul sistema elettrico dell’isola o del continente, sarà
possibile interrompere la normale attività di import-export
e contribuire al soccorso della porzione di rete coinvolta.
La Sardegna, inoltre, potrà attivamente partecipare alla
regolazione dei flussi di potenza su scala nazionale.
Guardando più in là, si può anche pensare all’isola come
punto di approdo per lo scambio di energia con le regioni
meridionali del Mediterraneo.
HVDC Light ®
Progettato per la trasmissione di energia elettrica
principalmente tramite cavi interrati o sottomarini, HVDC
Light® è un sistema che offre numerosi e ulteriori vantaggi
ambientali: linee elettriche “invisibili”, campi elettromagnetici
estremamente ridotti, cavi in isolamento plastico XLPE e
stazioni di conversione compatte. Il sistema HVDC Light®
consente una maggiore fl essibilità della gestone dell’energia
reattiva, aumenta l’affidabilità delle reti elettriche e può
trasportare diverse migliaia di megawatt con tensioni di
esercizio fino a 500kVdc.
La sua rapidità di installazione offre una valida alternativa ai
tradizionali sistemi di trasmissione in corrente alternata e alla
connessione alla rete di generazione rinnovabile. Le possibili
applicazioni includono collegamenti di centrali eoliche e
solari, interconnessioni sotterranee, fornitura di energia a
isole e piattaforme offshore, collegamenti di reti asincrone e
alimentazione dei centri di carico delle aree metropolitane.
2 La “super” linea elettrica SAPEI
Benefici del SAPEI
- Aumento della sicurezza del sistema elettrico sardo (i 1.000
megawatt del SAPEI corrispondono a oltre il 50% del
fabbisogno dell’isola)
- Possibilità di esportare energia elettrica più efficiente verso il
continente, in particolare eolica e fotovoltaica in forte sviluppo
- Possibilità di importare energia in Sardegna dal continente
- Opportunità per gli operatori elettrici della Sardegna di
partecipare con minori vincoli di scambio alle contrattazioni
del Mercato Elettrico garantendo allo stesso tempo
maggiore fl essibilità e sicurezza di esercizio del sistema
Il gruppo ABB in sintesi
ABB è leader nelle tecnologie per l’energia e l’automazione
che consentono ai clienti delle utility e delle industrie di
migliorare le loro prestazioni riducendo al contempo l’impatto
ambientale. Le società del Gruppo ABB impiegano più di
124.000 persone in oltre 100 Paesi.
- Ricavi 2010: 32 miliardi di dollari
Leadership tecnologica, presenza globale, conoscenza
applicativa e competenze locali sono i fattori chiave di
un’offerta di prodotti, sistemi e servizi che permettono ai
clienti di migliorare le loro attività in termini di efficienza
energetica, affidabilità delle reti e produttività industriale.
Il Gruppo è quotato presso le borse di New York (NYSE),
Zurigo (Virt-X) e Stoccolma (Stockholm Exchange).
A livello globale, l’organizzazione ABB è articolata per attività
in cinque divisioni denominate Power Products, Power
Systems, Discrete Automation and Motion, Low Voltage
Products e Process Automation, e per mercati in otto Region:
Nord America, Sud America, Nord Europa, Europa Centrale,
Mediterraneo, Medio Oriente e Africa, Nord Asia, Sud Asia.
In ogni Region è individuato un Paese di riferimento, il
cosiddetto “regional hub”.
ABB in Italia
L’Italia rappresenta l’hub per la regione Mediterranea, di
cui fanno parte anche Francia, Spagna, Portogallo, Grecia,
Turchia, Paesi Balcanici, Malta, Israele, Libia, Algeria,
Marocco e Tunisia.
In ABB Italia lavorano circa 5.500 persone dislocate in
unità produttive ubicate nel nord e nel centro. Nel 2010 le
esportazioni sui ricavi hanno rappresentato il 56% delle
vendite totali.
- Ordini 2010: 2.242 milioni di euro
- Ricavi 2010: 2.462 milioni di euro
Aree di eccellenza
Nell’ambito del Gruppo, ABB Italia detiene la leadership
tecnologica mondiale per gli interruttori automatici scatolati
e aperti in bassa tensione, per gli interruttori differenziali
modulari, per i motori in media tensione per ambienti a rischio
di esplosione, per i sensori e i trasmettitori di pressione, per
i quadri di distribuzione in media tensione isolati in aria e per
gli interruttori in media tensione. Ha inoltre la responsabilità
mondiale per R&D di prodotti per sistemi di automazione
per la generazione di energia. È centro di eccellenza per la
realizzazione “chiavi in mano” di impianti nel settore dell’
Oil and Gas e di soluzioni di automazione avanzata. Ha una
posizione di leadership nella fornitura di sistemi completi
di automazione nelle applicazioni industriali e rappresenta
un punto di riferimento tecnologico per laminatoi, linee
di processo per acciaio inox e per sistemi integrati di
automazione e propulsione per navi da crociera e traghetti.
I principi del business di ABB Italia
Assumersi responsabilità e agire con rispetto e determinazione
sono i modi per assicurare lo sviluppo dei tradizionali punti di
forza di ABB: la leadership tecnologica, lo spirito pionieristico
e la capacità di essere di casa in ogni mercato.
La chiave del successo risiede nella capacità delle persone
di ABB di comprendere e applicare i principi del business,
raccolti in un Codice di Condotta che dimostra l’impegno
ad agire in modo eticamente corretto e con integrità in ogni
situazione rispettando, al contempo, i diritti delle persone in
qualità di singoli individui.
Sviluppo sostenibile
Il nostro impegno per lo sviluppo sostenibile deriva da una
chiara pianificazione strategica che ci permette di
fornire risposte ai clienti che chiedono prodotti e servizi a
elevata efficienza energetico-ambientale. L’attenzione
al tema ambientale e il focus sul risparmio delle risorse ci
hanno permesso, negli ultimi due anni, di accrescere
significativamente anche la nostra efficienza energetica.
In tutte le nostre attività aspiriamo all’eccellenza nei sistemi
di gestione di qualità, ambiente, sicurezza ed etica. Vogliamo
offrire un ambiente di lavoro sicuro e nel quale tutti si
sentano gratificati, oltre che rispondere alle attese in tema di
responsabilità sociale della società.
La “super” linea elettrica SAPEI 3
Tutti i numeri di ABB per il SAPEI
2
stazioni di conversione
12
poli per ogni stazione di conversione
12
valvole di conversione per polo
22
metri di altezza degli edifici delle stazioni di conversione
72
tiristori per ogni valvola
180
risorse coinvolte nel progetto
188
quadri elettrici installati per ogni stazione
380
kVac tensione lato corrente alternata
500
kVdc tensione lato corrente continua
1.000
MW potenza nominale
5.000
elaborati di progetto
35.000
m 2 l’area della stazione di Latina
48.000
m 2 l’area della stazione di Fiumesanto (SS)
700.000.000
euro di investimento complessivo
Scheda tecnica
Configurazione:
Bipolare
Tensione continua:
±500 kV (506 kV nominale al raddrizzatore)
Corrente continua:
1000 A (998 A nominale)
Potenza:
2 x 500 MW (nominale al raddrizzatore: Ta = 40 °C)
Terminale continentale:
Latina (in breve: LT)
Terminale sardo:
Fiume Santo, Sassari (in breve: FS)
Il collegamento può operare in configurazione monopolare
con ritorno via mare tramite gli elettrodi marini: Fiume Santo
collegata all’anodo di Punta Tramontana con un cavo in parte
terrestre (1 km) e in parte marino (32 km); Latina collegata al
catodo con due cavi in parte terrestri (2 x 14 km) e in parte
marini (2 x 15 km). Le due stazioni sono collegate con due
cavi di polo della lunghezza di 420 km ciascuno. Con l’entrata
in servizio del secondo polo nel 2010, il collegamento assume
la configurazione definitiva in assetto bipolare, vale a dire
senza ritorno della corrente via mare: in caso di guasto o
manutenzione di un polo si può tornare alla configurazione
monopolare con ritorno marino o metallico (utilizzando in questo
caso come conduttore di ritorno il cavo del polo fuori servizio).
Le modalità di conduzione previste sono da postazione locale
(in manuale e automatico di terminale in regolazione di corrente,
in automatico di collegamento in regolazione di potenza o
di frequenza) e da remoto (in automatico di collegamento, in
regolazione di potenza o frequenza). La condizione normale
di esercizio prevista è da postazione remota in automatico di
collegamento, in regolazione di frequenza.
Una lunga esperienza
ABB è leader mondiale nella tecnologia di trasmissione HVDC
grazie ai 70 progetti realizzati in tutto il mondo in oltre mezzo
secolo. Ecco i più significativi:
1984
ITAIPU per più di vent’anni ha detenuto il record di trasmissione
più potente al mondo (6300 MW, ±600 kV DC)
1994
Record nell’HVDC con cavi sottomarini (600 MW, 450 kV, 250 km)
per il collegamento Svezia-Germania
1999
Primo progetto HVDC Light ® installato a Gotland, in Svezia
2000
Prima stazione di conversione commutata con condensatori in
serie (CCC) a Garabi, Brasile, 2x550 MW back-to-back
2002
Completata l’interconnessione Murraylink HVDC Light® (200 MW,
180 km) in Australia, la più lunga con cavo interrato
2002
Messo in servizio il più grande sistema di trasmissione con convertitori a tensione impressa (Cross Sound, 330 MW) fra Long
Island e il Connecticut, USA
2002
Completato il progetto HVDC Light® Troll in Norvegia, primo
impianto di alimentazione di piattaforme offshore (84 MW, 60kV),
lungo 70 chilometri
2002
Completata l’interconnessione Italia-Grecia attraverso il basso
Adriatico (500 MW, 400 kV)
2003
Attivata la connessione Three Gorges-Changzhou in Cina
(1.500MW, 500 kV) che include il più potente convertitore al mondo
2006
Completamento di Estlink, l’interconnessione con cavi sottomarini
e interrati tra Finlandia ed Estonia (350 MW, 150 kV)
2008
Messa in servizio di NorNed, l’interconnessione sottomarina più lunga
del mondo (580 chilometri), tra Olanda e Norvegia (700 MW, 450 kV)
2009
Realizzazione di BorWin1, il primo collegamento HVDC Light® che
consente di collegare alla terraferma un campo eolico di 400 MW
posizionato a 110 chilometri dalla costa 2010 Caprivi Link: interconnessione
350 kV, 300 MW tra Zambesi e Gerus, prima applicazione di convertitori
HVDC Light® con linea aerea DC (lunga 950 km)
2010
Interconnessione UHVDC ±800 kV tra Xiangjiaba e Shanghai
in Cina con trasmissione superiore a 7.200 MW di potenza e
distanza di 2.000 Km
2010
NordBalt: interconnessione tra Svezia e Lituania (700 MW)
attraverso un cavo sottomarino lungo 400 Km e cavi terrestri
lunghi 50 km
2011
Avviato Skagerrak4: interconnessione tra Norvegia e Danimarca.
Per la prima volta si realizza un bipolo con tecnologia mista
(classica e Light); per la prima volta un convertitore HVDC Light®
raggiunge i 500kV di tensione nominale
ABB SpA
Power Systems Division
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Phone: +39 (02) 2414 3136
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