Modelling of resistive type superconducting fault current limiter for multi-terminal HVDC systems

Abstract

The growth of electrical energy demand along with the 𝐶𝑂2 reduction requirements enhance the demand of new electrical energy generation and transmission systems. In the last decades renewable energy generation systems have rise considerably to face this challenge, especially wind energy and, lately, offshore win energy systems. High Voltage Direct Current (HVDC) transmission systems are very suitable to integrate bast renewable energy generation into the main AC grid, as they are especially appropriate for long distance and undergrown / underwater transmission systems. However, one of the main disadvantages of these transmission systems are the lack of commercially available direct current circuit breakers for fault clearings since there is not naturally current zero crossing and the rise rate and final value of the current is very high under fault conditions. The integration of current limiters, especially superconducting resistive type current limiters, into these transmission systems are seen as a promising solution to cope with the fault current clearing phenomena. Thus, this project is oriented to the modelling of this device, superconducting resistive type current limiter, and the simulation of this device in a real HVDC multiterminal grid.

El aumento de la demanda de energía eléctrica junto con el requerimiento de reducción de emisiones de 𝐶𝑂2 generan la necesidad de nuevas tecnologías de generación y transporte de electricidad. A lo largo de las últimas décadas las energías renovables han tomado un papel importante para enfrentarse a este reto, especialmente la energía eólica, y últimamente la energía eólica offshore. Los sistemas de transmission de alta tension en corriente continua son muy apropiados para integrar grandes cantidades de energía eléctrica al sistema electrico de potencia, ya que son muy aptos para transmisión a larga distancia y transmisión subterránea y submarina. Si embargo uno de los principales inconvenientes es la falta de interruptores automáticos para corriente directa, ya que en estas aplicaciones no hay paso natural por cero y la corriente alcanza valores muy elevados muy rápidamente en condiciones de falta La integración de limitadores de corriente, especialmente los de tecnología superconductora resistiva, son considerados como una solución prometedora a este problema. Este proyecto esta orientado al modelado de limitadores de corriente de tecnología superconductora resistiva y la simulación de una red HVDC multiterminal con este dispositivo.