পরিচ্ছন্ন শক্তির বড় আকারে সঞ্চালন নতুন বিদ্যুৎ ব্যবস্থায় সমাধান করা প্রাথমিক সমস্যা
আমার দেশের ক্লিন এনার্জি ডিস্ট্রিবিউশন এবং বিদ্যুতের চাহিদার একটি "হু হুয়ানয়ং লাইন" আছে। জলবায়ু, উৎপাদনশীলতা উন্নয়ন, ঐতিহাসিক রাজনৈতিক অর্থনীতি এবং অন্যান্য কারণের কারণে আমাদের দেশের অঞ্চলগুলির মধ্যে অর্থনৈতিক উন্নয়ন ভারসাম্যহীন। 1935 সালে প্রস্তাবিত "হু হুয়ানয়ং লাইন" (এছাড়াও হেইহে-টেংচং লাইন নামে পরিচিত) এই ঘটনার একটি সাধারণ বর্ণনা: হু হুয়ানয়ং লাইনের পূর্বের এলাকাটি দেশের ভূমি এলাকার প্রায় 36 শতাংশ এবং 95 শতাংশেরও বেশি দখল করে। দেশের জনসংখ্যার (সেই সময়ে 1930 সালের তথ্য)। চীনের ক্লিন এনার্জি ডিস্ট্রিবিউশন এবং বিদ্যুতের চাহিদার ক্ষেত্রেও একটি "হু হুয়ানয়ং লাইন" রয়েছে। হু হুয়ানয়ং লাইনের পূর্বে 86.5 শতাংশ বিদ্যুৎ খরচ হয়, যেখানে পশ্চিমে মাত্র 13.5 শতাংশ বিদ্যুৎ খরচ হয়। যাইহোক, পরিষ্কার শক্তি বিতরণের ক্ষেত্রে, চীনে বায়ু সম্পদ এবং আলোক সম্পদের বন্টন থেকে দেখা যায় যে হু হুয়ানিয়ং লাইনের পশ্চিমে হু হুয়ানিয়ং লাইনের পূর্বের তুলনায় অনেক বেশি। অফশোর বায়ু শক্তি সংস্থানগুলি ব্যতীত, অন্যান্য উচ্চ-মানের বায়ু সংস্থানগুলি লোড-নিবিড় এলাকা থেকে অনেক দূরে এবং বিপুল শক্তি স্থাপনের প্রয়োজন রয়েছে৷
সমুদ্র উপকূল বরাবর বায়ু শক্তি একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিচ্ছন্ন শক্তির উত্স, এবং এটি অফশোর যেতে এবং স্কেল বাড়ার সময়ের প্রবণতা। চীনের উপকূলীয় বায়ু শক্তি দ্রুত বিকাশ করছে। 2020 সালে, চীনের অফশোর উইন্ড পাওয়ার ইনস্টল করা ক্ষমতা 3.1GW-তে পৌঁছাবে, প্রথমবারের মতো ইউরোপকে ছাড়িয়ে বিশ্বের বৃহত্তম অফশোর উইন্ড পাওয়ার বাজারে পরিণত হবে, নতুন ইনস্টল করা ক্ষমতা বিশ্বের মোট অর্ধেকেরও বেশি। 2021 সালে, চীনের নতুন ইনস্টল করা অফশোর বায়ু শক্তির ক্ষমতা 16.9GW হবে, যা একটি রেকর্ড উচ্চ। যাইহোক, 2022 সালে অফশোর বায়ু শক্তির জন্য রাষ্ট্রীয় ভর্তুকি প্রত্যাহারের সাথে, অফশোর বায়ু শক্তি সমতার যুগে প্রবেশ করবে এবং ইনস্টল করা ক্ষমতা স্বাভাবিক স্তরে ফিরে আসবে। অফশোর উইন্ড পাওয়ার লোড সেন্টারের কাছাকাছি, যা খরচের জন্য উপযোগী, এবং অফশোর উইন্ড পাওয়ারের আউটপুট তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল, এবং ব্যবহারের সময় বেশি। উপকূলীয় অঞ্চলে এটি সর্বোত্তম পরিচ্ছন্ন শক্তি। গুয়াংডং, জিয়াংসু এবং অন্যান্য স্থানের অফশোর বায়ু শক্তি পরিকল্পনা অনুযায়ী, বিদেশী অফশোর বায়ু শক্তির উন্নয়ন প্রবণতার সাথে মিলিত, গভীর সমুদ্র এবং বড় আকারের সাধারণ প্রবণতা।
UHV DC অঞ্চল জুড়ে বৃহৎ-স্কেল পাওয়ার ট্রান্সমিশনের জন্য সর্বোত্তম সমাধান
UHV এর মধ্যে UHV AC এবং UHV DC ট্রান্সমিশন রয়েছে। UHV AC বলতে 1000kV এর ভোল্টেজ লেভেলের এসি ট্রান্সমিশন প্রজেক্টকে বোঝায় এবং UHVDC বলতে ±800kV এবং তার উপরে ভোল্টেজ লেভেলের ডিসি ট্রান্সমিশন প্রজেক্টকে বোঝায়। উভয়ের প্রযুক্তিগত নীতি এবং বিকাশের যুক্তি সম্পূর্ণ ভিন্ন। ইউএইচভি ডিসি একটি সাধারণ পয়েন্ট-টু-গ্রিড পাওয়ার ট্রান্সমিশন প্রকল্প। এর মূল নীতি হল এসি পাওয়ারকে ডিসি পাওয়ারে রূপান্তর করতে একটি কনভার্টার ভালভ ব্যবহার করা এবং তারপর গন্তব্যে নিয়ে যাওয়ার পরে ডিসি পাওয়ারকে এসি পাওয়ারে রূপান্তর করা এবং তারপরে এটিকে এসি পাওয়ার গ্রিডে সংযুক্ত করা। মূল উদ্দেশ্য বৈদ্যুতিক শক্তি প্রেরণ করা। বৈদ্যুতিক শক্তি প্রেরণের পাশাপাশি, AC UHV গ্রিডের কাঠামোর উন্নতি এবং গ্রিডের স্থিতিশীলতা বাড়ানোর ভূমিকাও গ্রহণ করে। ডিসি ট্রান্সমিশন প্রযুক্তি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে একটি পাওয়ার ট্রান্সমিশন প্রযুক্তি। সহজ টপোলজি, সহজ ভোল্টেজ ট্রান্সফরমেশন, এবং কম সরঞ্জাম খরচের সুবিধার কারণে, এসি ট্রান্সমিশন বিশ্বের দেশগুলিতে সর্বাধিক ব্যবহৃত পাওয়ার ট্রান্সমিশন প্রযুক্তি হয়ে উঠেছে এবং এটি এখনও চীনের পাওয়ার গ্রিডের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ। ডিসি ট্রান্সমিশন প্রযুক্তি একটি প্রযুক্তিগত রুট যা পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স প্রযুক্তির জন্মের সাথে সাথে বিকশিত হয়েছে।
বিভিন্ন পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং ফাংশন অনুযায়ী, এটি দুটি রুটে বিভক্ত করা যেতে পারে: প্রচলিত সরাসরি বর্তমান (LCC) এবং নমনীয় সরাসরি বর্তমান (VSC):
(1) প্রচলিত ডাইরেক্ট কারেন্ট (LCC) হল একটি প্রত্যক্ষ কারেন্ট ট্রান্সমিশন প্রযুক্তি যা আধা-নিয়ন্ত্রিত পাওয়ার ইলেকট্রনিক উপাদান যেমন থাইরিস্টরকে রূপান্তরকারী ভালভের মূল উপাদান হিসাবে ব্যবহার করে। এর সুবিধাগুলি হল বড় ট্রান্সমিশন ক্ষমতা এবং কম খরচ, তবে এর জন্য একটি শক্তিশালী এসি গ্রিড সমর্থন প্রয়োজন। হারমোনিক্সের পরিমাণ বড়, এবং প্রতিক্রিয়াশীল শক্তিকে গ্রিড থেকে শোষিত করতে হবে, তাই প্রচুর পরিমাণে ডিসি ফিল্টারিং এবং এসি ফিল্টারিং সরঞ্জাম কনফিগার করতে হবে।
(2) নমনীয় DC (VSC) হল একটি DC ট্রান্সমিশন প্রযুক্তি যা কনভার্টার ভালভের মূল উপাদান হিসাবে IGBT-এর মতো সম্পূর্ণ-নিয়ন্ত্রিত পাওয়ার ইলেকট্রনিক উপাদান ব্যবহার করে। এর সুবিধা হল এটি মডুলার মাল্টি-লেভেল প্রযুক্তির মাধ্যমে স্ট্যান্ডার্ড সাইন ওয়েভের খুব কাছাকাছি একটি বিকল্প কারেন্ট তৈরি করতে পারে এবং সক্রিয় শক্তি এবং প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ফিল্টারিং সরঞ্জাম বা এসি গ্রিড সমর্থন ছাড়াই স্বাধীনভাবে সামঞ্জস্য করা যায়। অসুবিধা হল খরচ বেশি এবং ডেলিভারি ক্ষমতা কম।
দূর-দূরত্বের পাওয়ার ট্রান্সমিশনের দৃষ্টিকোণ থেকে, AC UHV-এর তুলনায় DC UHV-এর সুস্পষ্ট সুবিধা রয়েছে: আমার দেশের পাওয়ার গ্রিডের বিভাজিত অপারেশনের সাধারণ প্যাটার্ন পরিবর্তন হবে না। আমার দেশের পাওয়ার গ্রিডের কার্যক্রম তিনটি প্রধান অপারেটর দ্বারা পরিচালিত হয়, চীনের স্টেট গ্রিড কর্পোরেশন, চায়না সাউদার্ন পাওয়ার গ্রিড কর্পোরেশন এবং ইনার মঙ্গোলিয়া ইলেকট্রিক পাওয়ার কোম্পানি। 7টি আঞ্চলিক সিঙ্ক্রোনাস পাওয়ার গ্রিড রয়েছে এবং আঞ্চলিক পাওয়ার গ্রিডগুলির মধ্যে শুধুমাত্র একটি দুর্বল সংযোগ রয়েছে এবং বেশিরভাগ বিদ্যুত উৎপাদন এবং খরচ এই অঞ্চলের মধ্যেই উৎপন্ন হয়।
চায়না ইলেকট্রিসিটি কাউন্সিলের তথ্য অনুযায়ী, 2021 সালে, 687.6 বিলিয়ন কিলোওয়াট-ঘণ্টা বিদ্যুৎ সারা দেশের বিভিন্ন অঞ্চলে প্রেরণ করা হবে, যা সমগ্র সমাজের বিদ্যুতের মাত্র 8.3 শতাংশের জন্য দায়ী, এবং অঞ্চলগুলির মধ্যে সংযোগগুলি তুলনামূলকভাবে। দুর্বল এসি পাওয়ার গ্রিড সম্প্রসারণের ফলে পাওয়ার গ্রিড পড়ে যাওয়ার পরিবর্তে বেড়ে যাওয়ার ঝুঁকি হতে পারে। 2018 চাইনিজ একাডেমি অফ ইঞ্জিনিয়ারিং-এর "আমার দেশের ভবিষ্যত পাওয়ার গ্রিড প্যাটার্ন রিসার্চ (2020) উপদেষ্টা মতামত" অনুসারে, আমাদের মূল সংস্থা হিসাবে ছয়টি প্রধান আঞ্চলিক পাওয়ার গ্রিডের সাথে কাঠামো মেনে চলা উচিত (2019 চংকিং-হুবেই প্রকল্প বিনিয়োগ সাউথওয়েস্ট পাওয়ার গ্রিড এবং সেন্ট্রাল চায়না পাওয়ার গ্রিড পরিবহনের পরে আলাদা করা হবে)। তাই, AC UHV সমস্ত অঞ্চল জুড়ে শক্তি প্রেরণ করতে পারে না এবং এটি শুধুমাত্র নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে ভূমিকা পালন করতে পারে, যেমন উচ্চ-মানের বায়ু এবং সৌর সম্পদের উপস্থিতি এবং একই পাওয়ার গ্রিডে বিদ্যুতের বড় চাহিদা এবং উভয়ের মধ্যে দূরত্ব। অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ।
ডিসি ট্রান্সমিশন হল সেরা আঞ্চলিক গ্রিড সংযোগ। যাইহোক, অঞ্চল জুড়ে সম্পদের প্রাপ্তির পার্থক্যের কারণে, আমার দেশে আন্তঃ-আঞ্চলিক বিদ্যুৎ সঞ্চালনের জন্য তুলনামূলকভাবে বড় চাহিদা রয়েছে। ডিসি ট্রান্সমিশনের নিম্নলিখিত তিনটি সুবিধা রয়েছে, এটি আন্তঃ-আঞ্চলিক বিদ্যুৎ সঞ্চালনের জন্য সর্বোত্তম সমাধান করে তোলে:
(1) ডিসি ট্রান্সমিশনের দীর্ঘ-দূরত্বের পাওয়ার ট্রান্সমিশনে অসামান্য অর্থনীতি রয়েছে। ডিসি কনভার্টার স্টেশনের খরচ এসি সাবস্টেশনের তুলনায় বেশি, কিন্তু যেহেতু ডিসি ট্রান্সমিশনে স্কিন ইফেক্ট এবং চার্জিং পাওয়ার নেই, তাই ট্রান্সমিশন লাইনের ব্যবহারের হার বেশি। অতএব, যখন ট্রান্সমিশন দূরত্ব যথেষ্ট দীর্ঘ হয়, তখন এর অর্থনীতি এসি ট্রান্সমিশনকে ছাড়িয়ে যাবে।
(2) এটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস গ্রিড আন্তঃসংযোগের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এসি গ্রিড আন্তঃসংযোগের জন্য সমগ্র গ্রিডের ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়া প্রয়োজন, তাই এটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস গ্রিড আন্তঃসংযোগের জন্য ব্যবহার করা যাবে না। ডিসি পাওয়ার ট্রান্সমিশন প্রথমে এসি পাওয়ারকে ডিসি পাওয়ারে সংশোধন করে এবং তারপর এটিকে এসি পাওয়ারে উল্টে দেয়, যা অ্যাসিঙ্ক্রোনাস গ্রিড আন্তঃসংযোগে প্রয়োগ করা যেতে পারে।
(3) এটি গ্রিড দুর্ঘটনার বিচ্ছিন্নতার জন্য সহায়ক এবং গ্রিড দুর্ঘটনার ঝুঁকি প্রসারিত করে না। UHV DC ট্রান্সমিশনকে প্রাপ্তির শেষ গ্রিডের একটি দীর্ঘ-দূরত্বের নিয়ন্ত্রণযোগ্য শক্তি উৎস হিসাবে গণ্য করা যেতে পারে। উভয় প্রান্তের গ্রিডগুলি একত্রিত হয় না এবং উভয় প্রান্তের গ্রিডগুলিকে বিচ্ছিন্ন করা যেতে পারে। একটি গুরুতর পাওয়ার গ্রিড দুর্ঘটনার ক্ষেত্রে, UHV DC পাওয়ার গ্রিড দুর্ঘটনার ঝুঁকি প্রসারিত না করে দুর্ঘটনাটিকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে। ইউএইচভি এসির আরেকটি সাধারণ প্রয়োগের দৃশ্য হল পাওয়ার গ্রিডকে শক্তিশালী করা। যেহেতু আমার দেশের বৃহৎ আকারের সরাসরি কারেন্ট ট্রান্সমিশন উত্তর চীন, পূর্ব চীন, মধ্য চীন এবং দক্ষিণ-পশ্চিম চীনে প্রবেশ করে, তাই AC পাওয়ার গ্রিডের শক্তি সমগ্র পাওয়ার সিস্টেমের নিরাপত্তা নির্ধারণ করে এবং সেই অনুযায়ী AC UHV-এর চাহিদা বৃদ্ধি পায়।
নতুন পাওয়ার সিস্টেমে নমনীয় ডিসির গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা
নমনীয় প্রত্যক্ষ প্রবাহ দূরবর্তী সমুদ্রে বৃহৎ আকারের অফশোর বায়ু শক্তি প্রেরণের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত। বর্তমানে, মূলধারার অফশোর উইন্ড পাওয়ার ট্রান্সমিশন পদ্ধতি হল হাই-ভোল্টেজ এসি ট্রান্সমিশন, অর্থাৎ অফশোর উইন্ড টারবাইনগুলি অফশোর বুস্টার স্টেশনগুলির সাথে সংযুক্ত থাকে, 220kV বা উচ্চতর ভোল্টেজ লেভেলে উন্নীত হয় এবং তারপরে অনশোর পাওয়ার গ্রিডে পাঠানো হয়। যেহেতু ডিসি ট্রান্সমিশনে চার্জিং পাওয়ার নেই, তাই সাবমেরিন ক্যাবলের বিনিয়োগ এবং ট্রান্সমিশন দক্ষতা এসি ট্রান্সমিশনের চেয়ে ভালো। সাধারণভাবে বলতে গেলে, যখন ট্রান্সমিশন দূরত্ব প্রায় 80 কিলোমিটারের বেশি হয়, তখন ডিসি ট্রান্সমিশনের অর্থনীতি এসি ট্রান্সমিশনের চেয়ে বেশি হবে। উপরন্তু, যেহেতু প্রচলিত DC-এর জন্য শক্তিশালী AC গ্রিড সমর্থন প্রয়োজন, এবং অফশোর উইন্ড ফার্ম হল উইন্ড টারবাইন দ্বারা গঠিত দুর্বল AC সিস্টেম, যা প্রচলিত DC-এর পাওয়ার ট্রান্সমিশন প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না, তাই নমনীয় ডিসিই একমাত্র লাভজনক এবং সম্ভাব্য সমাধান হয়ে উঠেছে। LCC-VSC হাইব্রিড প্রযুক্তি রুটটি ঘন ডিসি ড্রপ পয়েন্ট সহ এলাকায় UHV DC কম্যুটেশন ব্যর্থতার সমস্যাকে কার্যকরভাবে সমাধান করে। কয়েক দশক ধরে নির্মাণের পর, আমার দেশ 32টি প্রত্যক্ষ কারেন্ট ট্রান্সমিশন প্রকল্প তৈরি করেছে যার প্রধান কাজ হল দূর-দূরত্বের বিদ্যুৎ সঞ্চালন, যার মধ্যে 10টিরও বেশি প্রকল্প ইয়াংজি নদীর ডেল্টা বা গুয়াংডং প্রদেশে অবস্থিত এবং ঘন বসানো সরাসরি বিদ্যুৎ প্রবাহের দিকে নিয়ে যায়। দুটি স্থানের মধ্যে সংক্রমণ। যাতায়াতের ব্যর্থতার ঝুঁকি বৃদ্ধি পায় এবং পাওয়ার গ্রিড দুর্ঘটনার লুকানো বিপদ বৃদ্ধি পায়। নমনীয় ডিসি স্বতন্ত্রভাবে কম্যুটেশন ব্যর্থতার ঝুঁকি ছাড়াই ভোল্টেজকে সমর্থন করতে পারে এবং উপরের দুটি জায়গায় ডিসিকে খাওয়ানোর জন্য এটি সর্বোত্তম সমাধান। বর্তমানে, চায়না সাউদার্ন পাওয়ার গ্রিড উডংডে ডিসি ট্রান্সমিশন প্রকল্পটি সম্পন্ন করেছে, এবং স্টেট গ্রিড বাইহেতান-জিয়াংসু ইউএইচভি ডিসি ট্রান্সমিশন প্রকল্পও তৈরি করছে, উভয়ই নমনীয় ডিসি প্রযুক্তি প্রয়োগ করেছে। কিন্তু দুটি প্রকল্পের প্রযুক্তিগত সমাধান ভিন্ন।
নমনীয় ডিসি আন্তঃসংযোগ পাওয়ার গ্রিডের পারস্পরিক সহায়তার ক্ষমতা বাড়ায় এবং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের নির্ভরযোগ্যতা এবং দক্ষতা উন্নত করে। আমার দেশের আঞ্চলিক পাওয়ার গ্রিডগুলির মধ্যে দীর্ঘ-দূরত্বের প্রচলিত পাওয়ার ট্রান্সমিশন স্কিম ছাড়াও, ব্যাক-টু-ব্যাক নমনীয় ডিসি রুটগুলিও আঞ্চলিক পাওয়ার গ্রিডগুলির সংযোগস্থলে আন্তঃসংযোগের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। তথাকথিত ব্যাক-টু-ব্যাক নমনীয় ডিসি একটি ডিসি লাইন ছাড়াই একটি সংশোধনকারী স্টেশন এবং একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল স্টেশন নির্মাণকে বোঝায়। ব্যাক-টু-ব্যাক নমনীয় ডিসি প্রযুক্তি পাওয়ার গ্রিড দুর্ঘটনার সুযোগ প্রসারিত না করেই আঞ্চলিক পাওয়ার গ্রিডগুলির মধ্যে পারস্পরিক শক্তি ক্ষমতা উন্নত করতে পারে। এছাড়াও, গুয়াংডং, জিয়াংসু এবং চীনের অন্যান্য স্থানে 500kV পাওয়ার গ্রিডগুলি ইতিমধ্যেই অনেক বড়, জটিল কাঠামো এবং অত্যধিক শর্ট-সার্কিট কারেন্টের বিশিষ্ট সমস্যা সহ। পাওয়ার গ্রিডকে "মুক্ত" করতে ব্যাক-টু-ব্যাক নমনীয় ডিসি যুক্ত করাও কার্যকরভাবে উপরের সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে। চংকিং-হুবেই ব্যাক-টু-ব্যাক প্রকল্প এবং নির্মাণাধীন ফুজিয়ান-গুয়াংডং আন্তঃসংযোগ প্রকল্প হল নমনীয় সরাসরি ব্যাক-টু-ব্যাক প্রকল্পগুলির সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন।