صاف توانائی کی بڑے پیمانے پر ترسیل نئے پاور سسٹم میں حل ہونے والا بنیادی مسئلہ ہے۔
میرے ملک کی صاف توانائی کی تقسیم اور بجلی کی طلب میں ایک "Hu Huanyong لائن" ہے۔ آب و ہوا، پیداواری ترقی، تاریخی سیاسی معیشت اور دیگر عوامل کی وجہ سے ہمارے ملک کے خطوں کے درمیان اقتصادی ترقی غیر متوازن ہے۔ 1935 میں تجویز کردہ "Hu Huanyong Line" (جسے Heihe-Tengchong Line بھی کہا جاتا ہے) اس رجحان کی ایک مخصوص وضاحت ہے: Hu Huanyong Line کے مشرق کا علاقہ ملک کے تقریباً 36 فیصد زمینی رقبے پر قابض ہے اور 95 فیصد سے زیادہ پر قابض ہے۔ ملک کی آبادی کا (اس وقت 1930 کے اعداد و شمار میں)۔ چین کی صاف توانائی کی تقسیم اور بجلی کی طلب میں ایک "Hu Huanyong لائن" بھی ہے۔ Hu Huanyong لائن کا مشرق 86.5 فیصد بجلی استعمال کرتا ہے، جبکہ مغرب صرف 13.5 فیصد استعمال کرتا ہے۔ تاہم، صاف توانائی کی تقسیم کے لحاظ سے، یہ چین میں ہوا کے وسائل اور روشنی کے وسائل کی تقسیم سے دیکھا جا سکتا ہے کہ Hu Huanyong لائن کا مغرب، Hu Huanyong لائن کے مشرق سے بہت زیادہ ہے۔ آف شور ونڈ پاور کے وسائل کے علاوہ، دیگر اعلیٰ معیار کے ونڈ وسائل بوجھ والے علاقوں سے بہت دور ہیں اور ان کو بجلی کی تعیناتی کی بہت زیادہ ضرورت ہے۔
ساحل کے ساتھ سمندر کی ہوا کی طاقت ایک اہم صاف توانائی کا ذریعہ ہے، اور یہ وقت کا رجحان ہے کہ ساحل پر جانا اور اس کی پیمائش کرنا۔ چین کی آف شور ونڈ پاور تیزی سے ترقی کر رہی ہے۔ 2020 میں، چین کی آف شور ونڈ پاور کی انسٹال کردہ صلاحیت 3.1GW تک پہنچ جائے گی، جو پہلی بار یورپ کو پیچھے چھوڑ کر دنیا کی سب سے بڑی آف شور ونڈ پاور مارکیٹ بن جائے گی، جس میں نئی نصب شدہ صلاحیت دنیا کی کل نصف سے تجاوز کر جائے گی۔ 2021 میں، چین کی نئی نصب شدہ آف شور ونڈ پاور کی گنجائش 16.9GW ہو جائے گی، جو ایک ریکارڈ بلند ہے۔ تاہم، 2022 میں آف شور ونڈ پاور کے لیے ریاستی سبسڈیز کی واپسی کے ساتھ، آف شور ونڈ پاور برابری کے دور میں داخل ہو جائے گی، اور نصب شدہ صلاحیت معمول کی سطح پر واپس آجائے گی۔ آف شور ونڈ پاور لوڈ سینٹر کے قریب ہے، جو کہ استعمال کے لیے موزوں ہے، اور آف شور ونڈ پاور کی پیداوار نسبتاً مستحکم ہے، اور استعمال کے اوقات زیادہ ہیں۔ یہ ساحلی علاقوں میں بہترین صاف توانائی ہے۔ گوانگ ڈونگ، جیانگ سو اور دیگر مقامات کی آف شور ونڈ پاور پلاننگ کے مطابق، غیر ملکی غیر ملکی ونڈ پاور کی ترقی کے رجحان کے ساتھ مل کر، گہرے سمندر اور بڑے پیمانے پر عام رجحان ہے۔
UHV DC خطوں میں بڑے پیمانے پر بجلی کی ترسیل کے لیے بہترین حل ہے۔
UHV میں UHV AC اور UHV DC ٹرانسمیشن شامل ہے۔ UHV AC سے مراد AC ٹرانسمیشن پروجیکٹس ہیں جن کی وولٹیج لیول 1000kV ہے، اور UHVDC سے مراد ±800kV اور اس سے اوپر کی وولٹیج لیول والے DC ٹرانسمیشن پروجیکٹس ہیں۔ دونوں کے تکنیکی اصول اور ترقی کی منطق بالکل مختلف ہیں۔ UHV DC ایک عام پوائنٹ ٹو گرڈ پاور ٹرانسمیشن پروجیکٹ ہے۔ اس کا بنیادی اصول یہ ہے کہ AC پاور کو DC پاور میں تبدیل کرنے کے لیے کنورٹر والو کا استعمال کیا جائے، اور پھر منزل تک لے جانے کے بعد DC پاور کو AC پاور میں تبدیل کریں، اور پھر اسے AC پاور گرڈ سے جوڑیں۔ بنیادی مقصد برقی توانائی کو منتقل کرنا ہے۔ برقی توانائی کی ترسیل کے علاوہ، AC UHV گرڈ کے ڈھانچے کو بہتر بنانے اور گرڈ کے استحکام کو بڑھانے کا کردار بھی ادا کرتا ہے۔ ڈی سی ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی پاور الیکٹرانکس ٹیکنالوجی پر مبنی ایک پاور ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی ہے۔ سادہ ٹوپولوجی، آسان وولٹیج کی تبدیلی، اور کم سامان کی لاگت کے فوائد کی وجہ سے، AC ٹرانسمیشن دنیا بھر کے ممالک میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی پاور ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی بن گئی ہے، اور یہ اب بھی چین کے پاور گرڈ کا سب سے اہم حصہ ہے۔ ڈی سی ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی ایک تکنیکی راستہ ہے جسے پاور الیکٹرانکس ٹیکنالوجی کی پیدائش کے ساتھ تیار کیا گیا ہے۔
مختلف پاور الیکٹرانک آلات اور افعال کے مطابق، اسے دو راستوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: روایتی براہ راست کرنٹ (LCC) اور لچکدار براہ راست کرنٹ (VSC):
(1) روایتی ڈائریکٹ کرنٹ (LCC) ایک ڈائریکٹ کرنٹ ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی ہے جو سیمی کنٹرولڈ پاور الیکٹرانک پرزوں جیسے تھائیرسٹرس کو کنورٹر والو کے بنیادی اجزاء کے طور پر استعمال کرتی ہے۔ اس کے فوائد بڑی ترسیل کی گنجائش اور کم لاگت ہیں، لیکن اس کے لیے مضبوط AC گرڈ سپورٹ کی ضرورت ہے۔ ہارمونکس کی مقدار بڑی ہے، اور رد عمل کی طاقت کو گرڈ سے جذب کرنے کی ضرورت ہے، اس لیے بڑی تعداد میں DC فلٹرنگ اور AC فلٹرنگ آلات کو ترتیب دینا ضروری ہے۔
(2) لچکدار DC (VSC) ایک DC ٹرانسمیشن ٹیکنالوجی ہے جو مکمل طور پر کنٹرول شدہ پاور الیکٹرانک اجزاء جیسے IGBTs کو کنورٹر والو کے بنیادی اجزاء کے طور پر استعمال کرتی ہے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ یہ ماڈیولر ملٹی لیول ٹیکنالوجی کے ذریعے معیاری سائن ویو کے بالکل قریب الٹرنیٹنگ کرنٹ بنا سکتا ہے، اور ایکٹو پاور اور ری ایکٹیو پاور کو فلٹرنگ آلات یا AC گرڈ سپورٹ کے بغیر آزادانہ طور پر ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ نقصان یہ ہے کہ قیمت زیادہ ہے اور ترسیل کی صلاحیت کم ہے۔
طویل فاصلے پر بجلی کی ترسیل کے نقطہ نظر سے، DC UHV کے AC UHV پر واضح فوائد ہیں: میرے ملک کے پاور گرڈ کے تقسیم شدہ آپریشن کا عمومی نمونہ تبدیل نہیں ہوگا۔ میرے ملک کے پاور گرڈ کا کام تین اہم آپریٹرز، اسٹیٹ گرڈ کارپوریشن آف چائنا، چائنا سدرن پاور گرڈ کارپوریشن اور اندرونی منگولیا الیکٹرک پاور کمپنی کرتے ہیں۔ 7 علاقائی ہم وقت ساز پاور گرڈز ہیں، اور علاقائی پاور گرڈز کے درمیان صرف ایک کمزور کنکشن ہے، اور زیادہ تر بجلی کی پیداوار اور کھپت خطے کے اندر ہی پیدا ہوتی ہے۔
چائنہ الیکٹرسٹی کونسل کے اعداد و شمار کے مطابق، 2021 میں، 687.6 بلین کلو واٹ گھنٹے بجلی پورے ملک کے علاقوں میں منتقل کی جائے گی، جو پورے معاشرے کی بجلی کی کھپت کا صرف 8.3 فیصد ہے، اور خطوں کے درمیان رابطے نسبتاً زیادہ ہیں۔ کمزور AC پاور گرڈ کی توسیع سے پاور گرڈ گرنے کے بجائے بڑھنے کا خطرہ پیدا ہو سکتا ہے۔ 2018 چائنیز اکیڈمی آف انجینئرنگ کی "میرے ملک کی فیوچر پاور گرڈ پیٹرن ریسرچ (2020) ایڈوائزری اوپینین" کے مطابق، ہمیں بنیادی باڈی کے طور پر چھ بڑے علاقائی پاور گرڈز کے ساتھ ڈھانچے کی پابندی جاری رکھنی چاہیے (2019 Chongqing-Hubei Project Investment) ساؤتھ ویسٹ پاور گرڈ اور سینٹرل چائنا پاور گرڈ کو نقل و حمل کے بعد الگ کر دیا جائے گا)۔ لہذا، AC UHV تمام علاقوں میں بجلی کی ترسیل نہیں کر سکتا، اور یہ صرف مخصوص حالات میں کردار ادا کر سکتا ہے، جیسے کہ اعلیٰ معیار کی ہوا اور شمسی وسائل کی موجودگی اور ایک ہی پاور گرڈ میں بجلی کی بڑی مانگ، اور دونوں کے درمیان فاصلہ۔ نسبتا طویل ہے.
ڈی سی ٹرانسمیشن بہترین علاقائی گرڈ کنکشن ہے۔ تاہم، تمام خطوں میں وسائل کی تقسیم میں فرق کی وجہ سے، میرے ملک میں بین علاقائی بجلی کی ترسیل کی نسبتاً بڑی مانگ ہے۔ ڈی سی ٹرانسمیشن کے درج ذیل تین فائدے ہیں، جو اسے بین علاقائی پاور ٹرانسمیشن کے لیے بہترین حل بناتے ہیں۔
(1) ڈی سی ٹرانسمیشن میں لمبی دوری کی بجلی کی ترسیل میں شاندار معیشت ہے۔ DC کنورٹر سٹیشنوں کی قیمت AC سب سٹیشنوں سے زیادہ ہے، لیکن چونکہ DC ٹرانسمیشن میں جلد کا اثر اور چارجنگ پاور نہیں ہوتی، اس لیے ٹرانسمیشن لائنوں کے استعمال کی شرح زیادہ ہے۔ لہذا، جب ٹرانسمیشن کا فاصلہ کافی لمبا ہو جائے گا، تو اس کی معیشت AC ٹرانسمیشن سے آگے نکل جائے گی۔
(2) اسے غیر مطابقت پذیر گرڈ انٹرکنکشن کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ AC گرڈ انٹرکنکشن کے لیے پورے گرڈ کی فریکوئنسی کو یکساں رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے اسے غیر مطابقت پذیر گرڈ انٹرکنکشن کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا۔ DC پاور ٹرانسمیشن پہلے AC پاور کو DC پاور میں درست کرتا ہے اور پھر اسے AC پاور میں تبدیل کرتا ہے، جس کا اطلاق غیر مطابقت پذیر گرڈ انٹرکنکشن پر کیا جا سکتا ہے۔
(3) یہ گرڈ حادثات کو الگ تھلگ کرنے کے لیے سازگار ہے اور گرڈ حادثات کے خطرے کو نہیں بڑھاتا ہے۔ UHV DC ٹرانسمیشن کو وصول کرنے والے اینڈ گرڈ کے ایک طویل فاصلے پر قابو پانے کے قابل طاقت کا ذریعہ سمجھا جا سکتا ہے۔ دونوں سروں پر گرڈ جوڑے نہیں ہیں، اور دونوں سروں پر گرڈ کو الگ تھلگ کیا جا سکتا ہے۔ پاور گرڈ کے سنگین حادثے کی صورت میں، UHV DC پاور گرڈ حادثات کے خطرے کو بڑھائے بغیر حادثے کو الگ تھلگ کر سکتا ہے۔ UHV AC کا ایک اور عام اطلاق کا منظر نامہ پاور گرڈ کو مضبوط کرنا ہے۔ جیسے جیسے میرے ملک کی بڑے پیمانے پر براہ راست کرنٹ ٹرانسمیشن شمالی چین، مشرقی چین، وسطی چین اور جنوب مغربی چین میں داخل ہوتی ہے، AC پاور گرڈ کی مضبوطی پورے پاور سسٹم کی حفاظت کا تعین کرتی ہے، اور AC UHV کی مانگ اسی کے مطابق بڑھتی ہے۔
نئے پاور سسٹمز میں لچکدار ڈی سی کا اہم کردار
لچکدار براہ راست کرنٹ خاص طور پر دور دراز سمندروں میں بڑے پیمانے پر آف شور ونڈ پاور کی ترسیل کے لیے موزوں ہے۔ اس وقت، مین اسٹریم آف شور ونڈ پاور ٹرانسمیشن کا طریقہ ہائی وولٹیج AC ٹرانسمیشن ہے، یعنی آف شور ونڈ ٹربائنز آف شور بوسٹر اسٹیشنوں سے منسلک ہوتے ہیں، 220kV یا اس سے زیادہ وولٹیج کی سطح تک بڑھاتے ہیں، اور پھر ساحلی پاور گرڈز کو بھیجے جاتے ہیں۔ چونکہ ڈی سی ٹرانسمیشن میں چارجنگ پاور نہیں ہوتی، اس لیے سب میرین کیبلز کی سرمایہ کاری اور ٹرانسمیشن کی کارکردگی AC ٹرانسمیشن سے بہتر ہے۔ عام طور پر، جب ٹرانسمیشن کا فاصلہ تقریباً 80 کلومیٹر سے زیادہ ہوتا ہے، تو DC ٹرانسمیشن کی اکانومی AC ٹرانسمیشن سے زیادہ ہو جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، چونکہ روایتی DC کو مضبوط AC گرڈ سپورٹ کی ضرورت ہوتی ہے، اور آف شور ونڈ فارمز ونڈ ٹربائنز پر مشتمل کمزور AC سسٹم ہیں، جو روایتی DC کی پاور ٹرانسمیشن کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتے، لچکدار DC واحد اقتصادی اور قابل عمل حل بن گیا ہے۔ LCC-VSC ہائبرڈ ٹکنالوجی کا راستہ گھنے DC ڈراپ پوائنٹس والے علاقوں میں UHV DC کمیوٹیشن کی ناکامی کے مسئلے کو مؤثر طریقے سے حل کرتا ہے۔ کئی دہائیوں کی تعمیر کے بعد، میرے ملک نے طویل فاصلے تک بجلی کی ترسیل کے ساتھ 32 براہ راست کرنٹ ٹرانسمیشن پروجیکٹس بنائے ہیں، جن میں سے 10 سے زیادہ پروجیکٹ دریائے یانگسی کے ڈیلٹا یا گوانگ ڈونگ صوبے میں واقع ہیں، اور گھنی جگہ کا تعین براہ راست کرنٹ کا باعث بنتا ہے۔ دو جگہوں کے درمیان ٹرانسمیشن. تبدیلی کی ناکامی کا خطرہ بڑھ جاتا ہے، اور پاور گرڈ حادثات کا پوشیدہ خطرہ بڑھ جاتا ہے۔ لچکدار ڈی سی آزادانہ طور پر وولٹیج کو بدلنے کی ناکامی کے خطرے کے بغیر سپورٹ کر سکتا ہے، اور اوپر کی دو جگہوں پر ڈی سی کو کھانا جاری رکھنے کا بہترین حل ہے۔ اس وقت، چائنا سدرن پاور گرڈ نے ووڈونگڈے ڈی سی ٹرانسمیشن پراجیکٹ مکمل کر لیا ہے، اور سٹیٹ گرڈ بائیہیتان-جیانگ سو یو ایچ وی ڈی سی ٹرانسمیشن پروجیکٹ بھی بنا رہا ہے، دونوں نے لچکدار ڈی سی ٹیکنالوجی کا اطلاق کیا ہے۔ لیکن دونوں منصوبوں کے تکنیکی حل مختلف ہیں۔
لچکدار DC انٹرکنکشن پاور گرڈ کی باہمی امداد کی صلاحیت کو بڑھاتا ہے اور بجلی کی فراہمی کی وشوسنییتا اور کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔ میرے ملک میں علاقائی پاور گرڈز کے درمیان لمبی دوری کی روایتی پاور ٹرانسمیشن اسکیم کے علاوہ، علاقائی پاور گرڈز کے جنکشن پر ایک دوسرے سے جڑنے کے لیے بیک ٹو بیک لچکدار DC روٹس بھی استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ نام نہاد بیک ٹو بیک لچکدار ڈی سی سے مراد ایک رییکٹیفائر سٹیشن اور ایک انورٹر سٹیشن کو بغیر ڈی سی لائن کے ایک ساتھ بنانا ہے۔ بیک ٹو بیک لچکدار DC ٹیکنالوجی پاور گرڈ حادثات کے دائرہ کار کو وسیع کیے بغیر علاقائی پاور گرڈ کے درمیان باہمی بجلی کی صلاحیت کو بہتر بنا سکتی ہے۔ اس کے علاوہ، گوانگ ڈونگ، جیانگ سو اور چین کے دیگر مقامات پر 500kV پاور گرڈ پہلے ہی بہت بڑے ہیں، پیچیدہ ڈھانچے اور ضرورت سے زیادہ شارٹ سرکٹ کرنٹ کے نمایاں مسائل کے ساتھ۔ پاور گرڈ کو "کھولنے" کے لیے بیک ٹو بیک لچکدار ڈی سی کو شامل کرنے سے بھی مندرجہ بالا مسائل کو مؤثر طریقے سے حل کیا جا سکتا ہے۔ Chongqing-Hubei بیک ٹو بیک پروجیکٹ اور زیر تعمیر Fujian-Guangdong انٹر کنکشن پروجیکٹ لچکدار سیدھے بیک ٹو بیک پروجیکٹس کی مخصوص ایپلی کیشنز ہیں۔