I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 1 ,   p p .   1 0 0 2 ~1 0 1 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 1 i 2 . p p 1 0 0 2 - 1 0 1 0          1002       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Intercon nec tion  v ia bility o hig h d e m a nd  i so la ted   a re a  t hro ug a  H VD C - VS l in k       J ua n A.   Va re la ,   M a rio   A.   Ri o s   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g   a n d   El e c tro n ics ,   S c h o o o f   En g in e e rin g ,   Un iv e rsid a d   d e   lo s   An d e s,  Co lo m b ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   2 ,   2 0 20   R ev i s ed   J u l   2 6 ,   20 20   A cc ep ted   Oct  1 1 ,   2 0 2 0       El e c tri c a ll y   iso late d   a re a a r e   se p a ra ted   b y   a   g re a d istan c e   a n d ,   n o rm a ll y ,   h a v e   a   c o n sid e ra b ly   lo w   d e m a n d in   c o n se q u e n c e ,   th e se   a re   n o n - in terc o n n e c ted   f ro m   th e   m a in   p o w e r   g rid   o e lec tri c a n a ti o n a tran sm issio n   s y ste m s.  G re a d istan c e   a n d   lo w   d e m a n d   a r e   th e   re a so n s   w h y   a n   in terc o n n e c ti o n   p ro jec in   h ig h   v o lt a g e   A is   n o f e a sib le  in   m o st  o f   th e s e   c a se s.  Ne v e rth e les s,  th e re   a r e   so m e   iso late d   a re a w it h   h ig h   p o w e d e m a n d   a n d   e v e n   th o u g h   th e y   a re   se p a ra te d   f ro m   th e   m a in   g rid   b y   larg e   d istan c e s a n d   h a rd   ter ra in s;  h o w e v e r,   it   is  stil r e a so n a b le  to   th i n k   a b o u a n   in terc o n n e c ti o n   p ro jec t.   T h is  p a p e h a d   d e v e lo p e d   a   m e th o d o l o g y   th a a ll o w th e   e v a lu a ti o n   o f   v iab il it y ,   tec h n ica ll y   a n d   e c o n o m ica ll y ,   o f   a   HD V C - V S in ter c o n n e c ti o n   p ro jec f o g re a t   d istan c e   a n d   h ig h   d e m a n d   c o n sid e rin g   o v e rh e a d   a n d /o u n d e rg ro u n d   DC  li n e .   T h e   m e th o d o lo g y   w a a p p li e d   t o   a   c a se   o f   stu d y   in   P e r u ,   b a se d   o n   t h e   p ro jec ted   in t e rc o n n e c ti o n   b e tw e e n   M o y o b a m b a   a n d   th e   iso late d   a re a   o f   Iq u it o s; sh o w in g   th a HV DC i s   a   f e a sib le altern a ti v e .   K ey w o rd s :   HVDC   I n ter co n n ec t io n   e lectr ic  p o w er   s y s te m s   T r an s m is s io n   e x p an s io n   p lan n i n g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma r io   A lb er to   R io s   Dep ar t m en t o f   E lectr i ca l E n g i n ee r in g   an d   E lectr o n ic s   Sch o o l o f   E n g i n e er in g ,   Un iv er s id ad   d lo s   A n d es   C ar r er 1   No .   1 8   A 1 2 ,   B o g o t a,   C o lo m b ia   E m ail:  m r io s @ u n ia n d es.e d u . c o       1.   I NT RO D UCT I O N     No w ad a y s ,   h i g h   v o lta g d ir ec cu r r en ( HVD C )   tr an s m i s s i o n   ca n   b co n s id er ed   m o r e   p r o f itab le  tech n o lo g y   t h a n   AC   f o r   s o m e   p r o j ec ts   d u to   b en ef its   s u ch   as  g r ea ter   p o w er   ca p ac it y   tr an s m i s s io n ,   r ed u ce d   r ig h o f   w a y   ( R OW ) ,   ea s to   in ter co n n ec w i th o u f r eq u en c y   r e s tr ictio n s ,   n o   n e ed   o f   in ter m ed iat e   co m p e n s at io n   a n d   r ea s o n ab le  co s ts   ac h ie v ed   t h r o u g h   tec h n o lo g ical   ad v a n ce s   o n   p o w er   elec tr o n ics   [ 1 ,   2 ] .   Vo ltag s o u r ce   co n v er ter   ( VS C )   tech n o lo g y   is   s p ec iall y   r ec o g n ized   f o r   h av in g   s o m c h ar ac ter is tics   t h at  al lo w   b et ter   co n tr o o v er   p o w er   tr an s f er   [ 2 ,   3 ] ,   in clu d in g   in s tan t l y   ch an g o n   d ir ec tio n   if   n ee d ed ,   f o r   r eq u ir in g   les s   s p ac ( n o   n ee d   o f   e x tr f ilter s   lik L C C   tec h n o lo g y )   a n d   f o r   h av in g   t h ca p ac it y   to   d o   b la ck   s tar t s .   Fo r   th e s e   r ea s o n s   it  is   co m m o n   to   s ee   th at  t h er is   d i s ta n ce ,   th at   d ep en d in g   o n   t h co u n tr y   ca n   v ar y   f r o m   5 0 0   to   800 k m ,   w h er t h co s ts   o f   H VDC  tr an s m is s io n   b ec o m e s   t h s a m o r   lo w er   t h at  f o r   h ig h   v o lta g a lter n ati n g   cu r r en t ( HV AC )   [ 2 ,   4 ] .     I n   ad d itio n ,   n e w   s c h e m es  o f   HVDC   n et w o r k s   h a s   b ee n   p r o p o s e d   in   o r d er   to   i n ter co n n ec t   d is ta n AC   p o w er   s y s te m s ,   as  is la n d s an d   r en e w ab le  en er g y   s o u r ce s   ( w i n d   an d   p h o to v o ltaic  en er g y ) .   T h u s ,   th er ar s ch e m es li k m u lti - ter m in al  D C   s y s te m s   [ 2 5 ]   an d   HVDC g r id s   [ 2 ,   4 ] .   I t m a y   s ee m   h ar d   to   b eliev e,   b u t in   t h e   21 st   ce n tu r y ,   t h er ar s till   l o o f   r e g io n s   t h at  ar e   is o lated   f r o m   t h m ai n   e lectr ical  g r id s   [ 6 ] .   Mo s o f   t h e   ti m e,   th i s   i s   s y n o n y m   o f   p o o r   elec tr ical  r eliab ilit y ,   h ig h   elec tr icit y   p r ices  ( f o s s il  f u e ls )   o r   n o   ac ce s s   to   elec tr icit y   at  a ll.  T h er ar s ev er al  r ea s o n s   f o r   t h ese  r e g io n s   to   r e m ai n   is o lated lo n g   d is t an ce s   to   t h clo s e s t   co n n ec tio n   p o in t,   d if f ic u lt   o r   d elica te  ter r ain s   s u c h   a s   f o r est s   i n   b et w ee n ,   lo w   d e m a n d s   t h at  d o   n o j u s ti f y   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       I n terco n n ec tio n   via b ilit o f h i g h   d ema n d   is o la ted   a r ea   th r o u g h   a   HV DC - V S C   lin ( Ju a n   A .   V a r ela )   1003   s tr o n g   i n f r astr u ctu r i n v est m e n ts   a n d   th lo w   e x p an s io n   p o t en tial  [ 7 ] .   W h ile  th e s r ea s o n s   ar v alid   f o r   m o s t   o f   th ca s e s ,   t h er ar s o m o th er   ca s es  w h er r eg io n s   r em ai n   is o lated   d u to   p o liti ca l   an d   s o cial  f ac to r s .   T h u s ,   s o m a u th o r s   p r o p o s th u tili za tio n   o f   m icr o g r id s   [ 8 ]   o r   in ter co n n ec ted   m icr o g r id s   to   p r o v id th e   p o w er   s u p p l y   f o r   is o lated   ar ea s ; h o w e v er ,   th ese  s o lu tio n s   ar e   ar o u n d   1 0   MV A   [ 9 ] .   So m o f   t h ese  p r o b le m s   ca n   b r eso lv ed   th r o u g h   a n   HVD C   lin k .   T h C ap r iv li n k   [ 1 0 ]   w a s   th f ir s t   s u cc e s s f u VS C   o v er h ea d   m o n o p o le  lin k   a n d   it  d e m o n s tr ated   th at  HVD C   o v er h e ad   lin is   v er y   ec o n o m ical  s o l u tio n ,   esp ec ia ll y   f o r   lo w   b u n o   n e g li g ib l p o w er .   T h C ap r iv lin k   w a s   f ir s d esig n   to   tr an s p o r 3 0 0   MW   th r o u g h   a   9 5 0   k m   m o n o p o le  o v er h ea d   lin w it h   t h p o s s ib ilit y   to   b co n v er ted   in   t h e   f u tu r in to   6 0 0   MW  b ip o lar .   A lt h o u g h   t h is   li n k   i n ter co n n ec ts   to   w ea k   AC   g r id s ,   th id ea   o f   an   o v er h ea d   m o n o p o le  lin k   ca n   b u s ed   to   in ter co n n ec ted   is o lated   ar ea s   w it h   n o   n e g li g ib le  d em an d   a n d   p o ten tial   ex p an s io n .     Oth er   alter n ati v is   to   m a k l o n g   AC   i n ter co n n ec tio n s   u s i n g   s er ie s   co m p en s atio n   b ased   o n   F AC T d ev ices,  s u c h   a s   T C SC   o r   S SS C   [ 1 1 ] .   Ho w ev er ,   t h ese   li n k s   n o r m all y   r eq u ir e   t w o   h ig h   v o ltag e   A C   li n es   d em a n d i n g   b ig   R OW   an d   th A C   s y s te m   co u ld   h a v s t ab ilit y   p r o b lem s   f o r   in ter co n n ec tio n   o f   i s o lated   ar ea s .   T h is   p ap er   p r esen ts   m eth o d o lo g y   f o r   ev al u ati n g   th tech n ical  an d   ec o n o m ic  v iab il it y   o f   s y m m etr ica l   m o n o p o le  HVDC - V SC   li n k s   b et w ee n   m ai n   elec tr ical  g r id s   an d   is o lated   ar ea s   w ith   h i g h   p o w er   d e m an d .     Sectio n   2   d escr ib es  th r esea r ch   m et h o d .   T h is   m et h o d o lo g y   ev al u ate s   o v er h ea d ,   u n d er g r o u n d   an d   m i x ed   s o lu t io n s   f r o m   tec h n i ca an d   ec o n o m ical  s ta n d .   T h u s ,   s ec tio n   2 . 1   p r esen ts   m et h o d o lo g y   to   ev al u at e   th co s o f   m o n o p o lar   HVDC  li n k   b ased   o n   o v er h ea d   D C   d esig n   tr an s m is s io n   li n es.  Sec tio n   2 . 2   p r esen ts   a n   ap p r o ac h   to   esti m ate  u n d er g r o u n d   HV D C   ca b les  f o r   m o n o p o lar   co n f ig u r atio n .   Sectio n   2 . 3   s h o w s   m o d el  to   esti m ate  V SC   co n v er ter   s tat i o n   co s ts .   B ased   o n   th is   m et h o d s ,   ap p r o ac h es  an d   co s t   esti m ato r s ,   s ec tio n   2 . 4   p r o p o s es a n   in teg r ated   m e th o d o lo g y   f o r   co s t e s ti m at io n   o f   a n   HVDC - VS C   m o n o p o lar   lin k .     Sectio n   3   p r esen ts   t h r es u lts   o b tain ed   w h e n   t h m e th o d o lo g y   w as  ap p lied   to   p r ac tical  ca s o f   s tu d y ,   t h is   ca s o f   s t u d y   is   t h p r o j ec ted   6 3 1   k m   in ter co n n ec tio n   b et w ee n   Mo y o b a m b an d   I q u ito s ,   at  P e r u .   I q u ito s   is   an   is o lated   ar ea   o f   t h P er u v ian   Am az o n ia  t h at  h a s   an   ac tu al  d e m a n d   o f   n ea r l y   1 0 0   M W   ex p ec ted   to   d o u b le  in   th n ex t w en t y   y ea r s .   I n   ad d itio n ,   th er is   h y d r o elec tr ic  p r o j ec t   o f   ab o u 5 5 0   MW   n ea r   to   I q u ito s   th at  w o u ld   g e n er ate  m o r p o w er   th a n   o w n   co n s u m p t io n   o f   I q u ito s ,   s o   t h is   e x ce s s   m u s b tr an s f er r ed   s o m e h o w   to   t h n at io n al  g r id   [ 1 2 ,   1 3 ] .   Fin all y ,   s ec tio n   4   d is cu s s es t h co n cl u s io n s   an d   p r o p o s es f u r t h er   w o r k .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     2 . 1 .     T ec hn ica l a nd   ec o no m ic a l e v a lua t io n o f   H VDC - VSC  o v er hea d link s   T h p r o ce d u r to   ev alu ate  t h tech n ical   asp ec t s   o f   th e   o v er h ea d   lin i s   b ased   o n   th e   C I G R E   b r o ch u r e   3 8 8   [ 1 4 ] .   A lt h o u g h   th e   b r o ch u r p r esen t s   a   m e th o d o lo g y   f o r   b ip o lar   co n f ig u r atio n ,   it  ca n   al s o   b u s ed   to   ca lcu late  th s a m p ar a m eter s   f o r   s y m m etr ical  m o n o p o le  g iv e n   th e   f ac t   t h at  it   also   h as   t w o   co n d u cto r s   i n   th s a m s tr u c tu r w i th   +/ -   s o m v o ltag e,   a s   it  is   p r o p o s ed   in   t h is   p ap er .   T h o n l y   d if f er en ce   b et w ee n   t h is   t w o   is   o v er   th s tatio n s   b u t t h b r o ch u r o n l y   s t u d ies t h o v er h ea d   lin in f r astr u ctu r o m itti n g   t h co n v er ter s .   Af ter   ch o o s i n g   t h p o s s ib le  al ter n ati v es  ( p o s s ib le  DC   v o lta g lev el s   [ 1 5 ] ) ,   th f ir s th i n g   to   d o   is   to   ev alu a te  t h ca p ac it y   o f   t h c o n d u cto r s   i n   o r d er   to   d o   f ir s ap p r o x i m atio n   o n   th e   n u m b e r   o f   s u b co n d u c to r s   n ee d ed   to   tr an s p o r g i v en   p o w er .   T h is   ca lcu latio n   is   b ased   o n   th e   [ 1 6 ]   th at  p r ese n ts   eq u at io n s   m o d elin g   th e   th er m a b eh av io r   o f   co n d u cto r s .   T h ty p o f   co n d u cto r   r ec o m m e n d ed   b y   t h b r o ch u r is   A C SR .   T h en ,   it  is   ca lcu lated   t h h ei g h o f   t h co n d u cto r s   a n d   t h p o le  s p ac in g   in   o r d er   to   ca lcu late   t h s u r f a ce   g r ad ien t ,   w h ich   is   also   u s ed   as  r estrictio n   d ep en d in g   o n   t h v o ltag a n d   th n u m b er   o f   co n d u cto r s .   A   th ir d   r estrictio n ,   co r r esp o n d in g   to   v o ltag d r o p   w a s   in cl u d ed   in   th i s   m et h o d o lo g y ,   p r o p o s ed   in   th is   p ap er .   W ith   th ese  th r ee   r estrictio n s ,   t h f in al  n u m b er   o f   co n d u cto r s   p er   alter n ati v is   ch o s e n .   Hav in g   th n u m b er   o f   co n d u cto r s   p er   alter n ati v is   p o s s ib le  to   ca lcu late  th p o le  s p ac in g ,   th h eig h t a n d   t h r ig h t - of - w a y   ( R OW ) ,   g iv e n   b y      = [ ( + + ) s in ( ) + ] × 2 +    ( 1 )      =  × ×   ( 2 )     w h er R   i s   t h r ad iu s   o f   th e   co n d u cto r s   b u n d le,   L   i s   t h l en g t h   o f   t h i n s u lato r s   ch ai n ,   S   is   t h s ag   o f   t h e   co n d u cto r   f o r   s p ec if ic  s p an ,   PS   is   th p o le  s p ac in g ,   d min   i s   th s ec u r d is ta n ce   at  ce r tai n   v o lta g le v el  an d   th eta  i s   th s w i n g   a n g le  f o r   th co n d u cto r   at  s p ec if ic  w in d   co n d itio n .     is   th co s t o f   th R OW   lan d .   I t is   i m p o r tan to   m e n tio n   th at  t h R OW   in   HVD C   is   lo w er   t h an   th R OW   f o r   HV AC   li n es  u s ed   to   tr an s m it  t h e   s a m p o w er   [ 2 ]   Af ter   h a v i n g   th d i m e n s io n s   o f   th s tr u c tu r es,  it i s   al s o   p o s s i b le  to   ca lcu late  J o u le  an d   C o r o n lo s s es ,   (   a n d   )   r esp ec tiv el y ,   o v er   th li n e.   T h C o r o n lo s s es  ar ca lc u l ated   f r o m   an   e m p ir ical  eq u ati o n   g i v e n   [ 1 4 ] ,   in   th is   eq u atio n     an d      ar r ef er   to   c o r o n lo s s es  d ep en d in g   o n   t h w ea th er   ( 8 0 f air   w ea t h er   an d   2 0 % f o u w ea t h er )   as f o ll o w :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 1   :   1 0 0 2   -   1010   1004   = 0 . 8 × 10  10 + 0 . 2 × 10 10   [   ]   ( 3 )     I n   t h is   p ap er ,   th e   J o u le  lo s s es  eq u atio n   w a s   ad j u s ted   f r o m   th o n g iv e n   b y   [ 1 4 ]   to   m a k it   co n s i s ten t   w it h   t h s y m m e tr ical  m o n o p o le  co n f i g u r atio n .   T h u s ,     = 2 ( ) 2 (  ) [   ]   ( 4 )     w h er P   is   th n o m i n al  p o w er   o f   th HV DC   li n k   in   MW ,   i s   th D C   v o lta g o f   t h m o n o p o lar   co n f ig u r atio n   ( in   k V) ,   R dc   is   th DC   r esi s ta n ce   o f   th co n d u cto r   at  2 0 °C   an d   N   is   th n u m b er   p ar al lel  s u b co n d u cto r s   in   th p o le.   A s   it  is   p r o p o s ed   at   [ 1 4 ] ,   co s m o d el  to   esti m ate  t h to tal  in v e s t m en co s o f   t h lin ( s tr u ctu r e s   an d   co n d u cto r s )   is       = +  + (  + ) ×   [  ]   ( 5 )     w h er e,   a = 69 . 95   [ U SD / km ] b = 115 . 37   U SD / ( kV km ) ,   c = 1 . 177   U SD / ( km mm2 )   an d   d = 10 . 2 5 U SD / ( km mm2 )   ar co n s ta n ts   o b tai n ed   b y   c u r v f itti n g   o f   th to w er   w e ig h an d   th e   co n d u cto r   d ata   [ 1 4 ] .   is   t h e   s e m ip o le  to   g r o u n d   v o ltag ( k V) .   W ith   th to tal  co s o f   t h l in is   th e n   p o s s ib le  to   e s ti m at th o p er atio n   an d   m ai n ten a n ce   ( O& M)   co s ts ,   wh ich   ar co n s id er ed   2 o f   t h e   lin e,   co s t   [ 1 7 ] alt h o u g h ,   s o m a u t h o r s   es ti m ate  th m a in te n a n ce   co s t in   0 . 5 %   [ 1 8 ] .   Fin all y ,   ad d i n g   t h co s t   o f   th lo s s e s ,   t h w ei g h ted   a v er ag co s o f   ca p ital   ( W AC C )   o f   th p r o j ec t   an d   th li f eti m ( 3 0   y ea r s   [ 1 8 ] ) ,   it  is   ca lcu lated   th a n n u al  e q u iv ale n co s ( A E C - i n   m illi o n s   o f   U SD  at  2 0 1 9 )   th at  is   u s ed   to   co m p ar all  th alter n ati v es,  s elec t in g   t h o n w it h   lo w es v al u e.   T h co s o f   th lo s s e s   in   US D   w a s   ca lcu la ted   as:      = ( + ) × × 8760 × ×     [  ]   ( 6 )     w h er e,   L   is   th len g t h   o f   th e   lin in   k ilo m eter s ,     is   th lo s s   f ac to r   an d       is   th co s o f   th en er g y   in   [ USD/k W ] .   I i s   i m p o r tan t   to   m en tio n   th a i n   o r d er   to   co m p ar all  t h is   co s ts ,   it  n ec es s ar y   b r in g   al o f   t h e m   to   p r esen t v al u b y   ap p l y i n g   th co r r esp o n d in g   f ac to r s .       2 . 2 .     H VDC  un derg ro un d c a ble    Un d er g r o u n d   HVD C   i n ter co n n ec t io n s   is   a   r ec en s o lu t io n   to   e n v ir o n m e n tal  co n s tr ai n ts   f o r   th e   co n s tr u ct io n   o f   r eser v ed   ar ea s as   it  o cc u r r ed   at  I NE L FE   in   E u r o p e   [ 2 ,   1 9 ] .   T h co n s id er atio n s   f o r   t h e   u n d er g r o u n d   ca b le  ar less   th an   t h o n es  f o r   th o v er h ea d   lin e.   T h tech n ical  co n s id e r atio n s   ar o n l y   th e   ca p ac it y   o f   th e   ca b le  a n d   th e   t y p e   [ 1 ] .   T h er ar d if f er en t y p es  o f   co n d u cto r s   b u n o all  c an   w o r k   w it h   V SC   tech n o lo g y ,   t h er e f o r th t y p e   o f   ca b le  ch o s i s   X L P E   f o r   u s in g   w it h   V SC   tech n o lo g y   [ 2 ,   2 0 ] .   T h ec o n o m ic   co n s id er atio n s   ar b ased   o n   [ 2 1 ] .   T h m o d el  co m p u tes a n   eq u iv a len t le n g t h   ( )   g iv e n   b y     = 5 4      ( 7 )     w h er e,      is   t h le n g t h   o f   th H VDC  li n t h at  i s   u n d er g r o u n d .   T h en ,   th co s o f   th HVD C   u n d er g r o u n d ed   lin k   is   est i m a ted   b y   [ 2 1 ]      =  × × + × +     [ MU SD]     ( 8 )     w h er e,    = 0 . 98   [  (  ) (  ) ] = 0 . 27   [   ] = 3 . 63      an d   P   is   th to tal  li n ca p ac it y   p o w er   ex p r es s ed   in   GW .   T h au th o r s   o f   [ 2 1 ]   in tr o d u ce s   f ac to r   o f   1 2 5 t h esti m ated   co s o f   t h li n f o r   co m p u ti n g   t h e   in v e s t m e n co s t.   T h is   f i n al  i n v est m e n co s co n ta in s   all   th e   p o s s ib le  u n e x p ec ted   tr o u b les   at  p r o j ec o f   t h i s   k in d .     Fo r   th is   ca s t h lo s s es c o s t s   a r co n s id er ed   as a   p ar t o f   th o p er atio n al  co s ts   w h ich   i s   d ef i n as 2 . 2 %   [ 2 2 ] .   Fr o m   al l th i s   d ata  an d   h a v in g   li f eti m o f   3 0   y ea r s   is   p o s s ib le  to   f i n d   th E AC   f o r   th u n d er g r o u n d   li n e.   Sa m as t h o v er h ea d   lin e,   i t i s   n ec es s ar y   to   b r in g   all  th co s ts   to   p r esen t v al u f o r   v alid   co m p ar i n g .       2 . 3 .     Co s t   o f   VSC  co nv er t er   s t a t io ns   B ec au s t h er is   s till   co n s i d er ab le  u n ce r tain t y   ab o u t   th r ig o r   o f   co s es ti m atio n   m o d els  o f   V S C   co n v er ter   s tatio n s ,   t h p r o p o s ed   m et h o d o lo g y   tak e s   t w o   d if f er en t   ex is ti n g   m o d els  a n d   co m p ar e s   t h r e s u l ts ,   th f ir s is   f r o m   [ 2 1 ]   an d   s ec o n d   o n is   f r o m   [ 2 3 ] .   B ey o n d   th at,   it  w as  d o n an   e x te n s iv r esear ch   ab o u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       I n terco n n ec tio n   via b ilit o f h i g h   d ema n d   is o la ted   a r ea   th r o u g h   a   HV DC - V S C   lin ( Ju a n   A .   V a r ela )   1005   m o d el s   to   esti m ate  th co s ts   o f   VS C   s tat io n s   g i v i n g   s o m in ter esti n g   r es u lts   th at  w i ll  b e   s h ar ed   in   th n e x t   s ec tio n s .   T h m o s t   co m p lete  m o d el s   f o r   th s tatio n s   h a v t o   co n s tan ts th f ir s o n is   s lo p th at  g i v es  th e   v ar iab le  co s t o f   in cr ea s in g   t h s tatio n s   p o w er   ca p ac it y   a n d   th s ec o n d   o n is   f i x ed   co s t o f   cr ea tin g   s tatio n .        = 112 . 99 × + 23 . 5   [ M USD ]     ( 9 )      = 0 . 083 × + 28   [ M USD ]     ( 1 0 )     T h p o w er   ( )   at  ( 9 )   an   ( 1 0 )   i s   g i v en   i n   GW .   I is   v er y   i n te r esti n g   to   s ee   th at  t h ese  m o d e ls   h a v e   v er y   s i m ilar   co n s tan ts a n   e v en   t h o u g h   th e y   v ar y   in   a   f e w   m il lio n s ,   is   ea s y   to   s ee   t h at  th er i s   g o o d   co r r elatio n   b et w ee n   t h e m .   Fo r   th s tatio n s   i s   al s o   n ec e s s ar y   to   ca lcu late  th e   o p er atin g   an d   m ai n ten a n ce   co s ts   ( O& M)   an d   th lo s s es  co s ts .   Af ter   d o in g   t h ese,   t h A E C   i s   ca lcu lated .   A ll  th co s t s   ar b r o u g h to   p r esen t   v al u to   m ak v a lid   co m p ar i s o n .     2 . 4 .     M et ho do lo g y   a lg o rit h m   Fig u r 1   p r esen ts   t h r es u m o f   th p r o p o s ed   m et h o d o lo g y   o f   th i s   p ap er .   A s   it  ca n   b s ee n   it  h a s   t w o   m ai n   p ath s ,   o n co r r esp o n d in g   to   m eth o d o lo g y   f o r   t h o v er h ea d   lin a n d   t h o th er   o n co r r esp o n d in g   t o   ev er y t h i n g   r elate d   to   t h u n d er g r o u n d   ca b le.   At  t h e n d   b o th   p at h s   co n v er g at   ca lcu lati n g   t h s tatio n s   co s t s   w h ic h   ar th s a m f o r   b o th   t y p e s   o f   i n ter co n n ec tio n .   Fin a l l y ,   it  e n d s   b y   d o in g   v er i f icat io n   o f   t h tech n ical   m o d el  t h r o u g h   s i m u la tio n .           Fig u r 1 .   Me th o d o lo g y   al g o r ith m   f o r   ev al u ati n g   t h v iab ilit y   o f   th i n ter co n n ec tio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 1   :   1 0 0 2   -   1010   1006   3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   3 . 1 .     Ca s o f   s t ud y :   M o y a ba m ba - I qu it o s   i nte rc o nn ec t io n   Sin ce   2 0 1 0 ,   an d   ev en   b e f o r e,   th i n ter co n n ec tio n   b et w e en   Mo y o b a m b a n d   I q u ito s   ( P er u )   h as   ex is ted   as  t h o u g h t,  b u d u e   to   m u lt ip le  r ea s o n s   i n cl u d in g   p o liti ca l,  s o cial,   en v ir o n m e n tal  a n d   ec o n o m i c   p r o b lem s   it  h a s   n o b ee n   ab le  to   b m ater ialized .   I q u ito s ,   w i th   its   p o p u latio n   o f   al m o s 5 0 0   th o u s a n d   p eo p le,   is   co n s id er ed   s m all  cit y ,   b u n o n e g li g ib le.   T h p ea k   d em a n d   in   2 0 1 4   w as  ab o u 5 5   MW ,   b u th is   is   ex p ec ted   to   in cr ea s b et w ee n   3 . 5 an d   7 . 6 y ea r l y ,   p o ten t iall y   r ea ch in g   m o r t h a n   2 0 0   MW   in   th n e x 2 0   y ea r s .   A n   o ld   th er m o elec tr ic  s u p p l y   t h ac tu al  d e m an d   o f   I q u ito s ,   an d   ev e n   th o u g h ,   th n e w   th er m o elec tr ic   p r o j ec o f   ab o u 7 0   MW   d o e s   n o s ee m   to   f i x   th lo n g - te r m   p r o b lem ,   esp ec iall y   i n   w o r ld   th at  i s   g o i n g   to w ar d s   d ec ar b o n atio n .   A s   an   ad d itio n   to   t h i s ,   n e w   h y d r o elec tr ic  ce n tr al   o f   5 5 0   MW   in   b ei n g   co n s id er ed   n ea r   I q u ito s ,   t h i s   w o u ld   m a k e   th co n s tr u ctio n   o f   t h li n n o an   o p tio n   b u n ec ess it y .   I n   So u th   Am er ica,   th er ar o th er   f o r m u late d   HVDC  p r o j ec ts   w ith   s i m ilar   c h ar ac ter is tic s l ik e   C o lo m b ia - P an a m a   in ter co n n ec tio n   ( ar o u n d   6 5 0   k m ,   3 0 0   MW )   [ 2 4 ] .   T h AC   p r o j ec t,  2 2 0 k lin o f   ab o u t 6 3 1   k ilo m eter s ,   w a s   b u d g eted   in   m o r t h a n   5 0 0   m i llio n   U SD,   an   ev e n   th o u g h   it  w as  ap p r o v ed   an d   s ig n ed   in   2 0 1 4 ,   it  w as  th en   ca n ce lled   f o r   v io latio n   o f   th co n tr ac an d   s o m o t h er   p o liti ca r ea s o n s .   T h an k s   to   th i s ,   it  h as   b ee n   p o s s ib le  to   r et h in k   t h p r o b le m   an   o f f er   t h r eg io n   a   m o r ec o n o m ical  a n d   less   e n v ir o n m e n tall y   h ar m f u l so lu t io n .     3 . 2 .     Alt er na t i v es o f   inte rc o n nect io in H VDC   Fiv alter n ati v es  i n   HVD C   w h er co n s id er ed   to   s o lv th is   p r o b lem .   A ll  o f   th e m   co n s id er in g   p o w er   tr an s p o r ca p ac it y   o f   200   MW .   A T ab le  1 ,   m ai n   alter n a ti v es  ar s h o w n th e s alter n ati v es  g o   f r o m   1 0 0 %   o v er h ea d   lin to   1 0 0 % u n d er g r o u n d   li n w i th   v ar iatio n s   o f   2 5 %.  T h is   m ea n s   th a t a   s e n s ib ilit y   s t u d y   is   b ei n g   m ad to   ch o o s th b est  p r o p o r tio n   o f   th s ec tio n s .   Fo r   th ca s es  w h er t h er w a s   s ec ti o n   o f   o v er h ea d   lin e,   th f o llo w i n g   p o s s ib ilit ie s   w er co n s id er ed   f o r   th ten s io n   o f   th s y s te m   as  s h o w n   in   T ab le  2       T ab le  1 .   A lter n ati v es e v alu a te d   f o r   th in ter co n n ec tio n   A l t e r n a t i v e   %Un d e r g r o u n d   %Ov e r h e a d   1   0   1 0 0   2   25   75   3   50   50   4   75   25   5   1 0 0   0       T ab le  2 .   Vo ltag o p tio n s   f o r   th o v er h ea d   s ec tio n s   A l t e r n a t i v e   +/ -   S e mi p o l e   V o l t a g e   ( k V )   C u r r e n t   p e r   S e mi p o l e   ( k A )   S p a n   ( m)   1   50   2. 00   3 0 0   2   75   1. 33   3 0 0   3   1 0 0   1. 00   3 0 0   4   1 2 5   0. 80   3 0 0   5   1 5 0   0 . 67   3 0 0   6   1 7 5   0 . 57   3 0 0   7   2 0 0   0 . 50   4 0 0   8   2 2 5   0 . 44   4 0 0   9   2 5 0   0 . 40   4 0 0   10   2 7 5   0 . 36   4 0 0   11   3 0 0   0 . 33   4 0 0   12   3 2 5   0 . 31   4 0 0   13   3 5 0   0 . 29   4 0 0   14   3 7 5   0 . 27   4 0 0       3 . 3 .     Resul t s - o v er hea d line sect io ns   W h en   ap p l y in g   t h m et h o d o lo g y ,   t h f ir s t   r es u lt  o b tain ed   i s   t h cu r r e n ca p ac it y   o f   ea ch   co n d u cto r .   B y   r ec o m m e n d atio n s   o f   [ 1 4 ] ,   th o p er atio n al  tem p er at u r is   s et  at  6 0 °C ,   w h ich   is   co n s id er ed   h ea lth y   te m p er atu r f o r   th e   ca b le.   T h eq u atio n s   d escr ib in g   t h t h er m al  b eh a v io r   o f   th co n d u c to r   ar d escr ib ed   at  [ 1 6 ] .   A f ter   d o in g   t h ca lcu la ti o n ,   v alu e s   o n   T ab le  3   ar o b ta in ed .     W ith   th i s   ca p ac it y   is   p o s s ib le  to   ca lcu late  th n u m b er   o f   co n d u cto r s   n ee d ed   f o r   ea ch   t y p e .   T h en   th i s   n u m b er   is   r estricte d   b y   th s ec o n d   co n s tr ai n t t h at  i s   t h s u r f a ce   g r ad ien f o r   t h C o r o n ef f ec t.  As i t   is   c lear   in   Fig u r 2 ,   +/ -   375 k is   th v o lt ag at  w h ic h   i s   n o   lo n g er   allo w ed   f o r   an y   t y p o f   co n d u cto r   to   h av N= 1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       I n terco n n ec tio n   via b ilit o f h i g h   d ema n d   is o la ted   a r ea   th r o u g h   a   HV DC - V S C   lin ( Ju a n   A .   V a r ela )   1007   T ab le  3 .   C u r r en t c ap ac it y   at  d i f f er en t o p er atio n al  te m p er at u r es   A C S R   C o d e   C a p a c i t y   a t   5 0 ° C   ( A )   C a p a c i t y   a t   6 0 ° C   ( A )   C a p a c i t y   a t   7 0 ° C   ( A )   C a p a c i t y   a t   9 0 ° C   ( A )   Jo r e e   9 3 7 . 3 5   1 2 9 8 . 8 7   1 5 6 7 . 2 2   1 9 7 4 . 4 0   T h r a sh e r   8 8 6 . 0 1   1 2 2 5 . 8 4   1 4 7 8 . 2 8   1 8 6 1 . 4 1   K i w i   8 4 6 . 9 3   1 1 7 0 . 2 0   1 4 1 0 . 5 1   1 7 7 5 . 3 0   C h u k a r   7 2 9 . 5 4   1 0 0 5 . 1 6   1 2 1 0 . 3 2   1 5 2 1 . 9 1   L a p w i n g   6 9 0 . 1 3   9 4 8 . 7 1   1 1 4 1 . 4 2   1 4 3 4 . 1 9   B o b o l i n k   6 4 3 . 5 0   8 8 3 . 0 5   1 0 6 1 . 7 4   1 3 3 3 . 2 8   D i p p e r   6 2 2 . 7 5   8 5 4 . 5 1   1 0 2 7 . 4 0   1 2 9 0 . 1 2   B i t t e r n   5 9 2 . 6 0   8 1 1 . 5 8   9 7 5 . 0 9   1 2 2 3 . 6 5   B l u e j a y   5 4 2 . 7 9   7 4 1 . 7 3   8 9 0 . 4 3   1 1 1 6 . 5 7   Rail   4 8 9 . 3 5   6 6 7 . 0 2   7 9 9 . 9 9   1 0 0 2 . 2 9   T e r n   4 3 3 . 3 0   5 8 8 . 8 9   7 0 5 . 5 1   8 8 5 . 9 5   C r o w   4 0 6 . 5 6   5 5 2 . 0 6   6 6 1 . 2 6   8 3 3 . 0 6   G u l l   3 8 7 . 6 2   5 2 6 . 5 4   6 3 2 . 7 7   7 9 6 . 4 4   G o o se   3 7 6 . 3 2   5 1 2 . 2 6   6 1 5 . 1 9   7 7 3 . 8 4   D u c k   3 6 5 . 7 9   4 9 7 . 0 4   5 9 6 . 5 1   7 4 9 . 8 7   Ea g l e   3 5 0 . 2 7   4 7 5 . 9 4   5 7 1 . 1 9   7 1 8 . 0 5   H e r o n   3 2 9 . 8 3   4 4 6 . 5 7   5 3 5 . 2 0   6 7 1 . 9 4   H e n   3 2 0 . 8 6   4 3 3 . 6 2   5 1 9 . 3 2   6 5 1 . 5 8   L a r k   2 8 9 . 1 6   3 8 8 . 5 1   4 6 4 . 2 4   5 8 1 . 2 2           Fig u r 2 .   Vo ltag li m it f o r   N= 1   b y   g r ad ie n t r estrictio n       T h th ir d   co n s tr ai n f o r   th n u m b er   o f   co n d u cto r s   i s   o b tain ed   b y   s etti n g   th o p er atio n al  v o ltag e   li m it s   at  1 . 0 5   an d   0 . 9 5   at  b o th   en d s .   W it h   th is   b o u n d ar ies,  it   is   p o s s ib le  to   ca lc u late  t h m in i m u m   n u m b er   o f   p ar allel  co n d u cto r s   ( o r   r esis ta n ce )   n ee d ed   to   s at is f y   t h ese  m ax i m u m   v o ltag d r o p .   A t h is   p o in t,  it  b ec a m e   ev id en t h at  t h co n d u cto r s   w it h   les s   g a u g w er n o f ea s ib le  f o r   th s o lu tio n   b ec au s th e y   h av h i g h   r esis ta n ce .   T h is   m ea n s   th at  e v en   th o u g h   t h e y   s ati s f y   t h c u r r en ca p ac it y ,   t h v o ltag d r o p   is   s o   elev ated   t h at   it  is   n o v iab le.   Fo r   ex a m p le,   w it h   +/ -   5 0 k L ar k   co n d u cto r   n ee d s   m o r t h a n   3 0   p ar allel  c o n d u cto r s   to   s atis f y   th v o lta g d r o p   r eq u ir e m en t,   w it h   h i g h er   v o ltag e,   t h i s   is   less   cr itical,   b u it  r e m a in s   a s   p r o b lem .   Af ter   ca lcu lati n g   t h v o l ta g d r o p   f o r   ea ch   al ter n ati v ( v o ltag an d   t y p o f   co n d u c to r ) ,   th f i n al  f o r   ea ch   alter n ati v w a s   ca lcu lated   as  th m a x i m u m   o f   t h f o r   all  th r ee   r estrictio n s .   O n ce   h a v in g   th is   n u m b er ,   it  w a s   ti m to   ca lcu late  th h ei g h t,  t h p o le  s p ac in g ,   th r o w   a n d   th co s ts .   T h b est  alter n ativ f o r   th o v er h ea d   s ec tio n s   r es u lted   to   b th o n w it h   2 5 0 k at  ea ch   s e m ip o le   w it h   t h co n d u c to r   n a m ed   J o r ee .   T h is   co n d u cto r   is   th o n w it h   t h lar g e s g au g e,   w h ich   m ea n s   it  i s   also   t h e   o n w it h   les s   r esis tan ce   a n d   t h er ef o r e   les s   j o u le  lo s s e s   ( m u ch   s i g n i f ican th a n   co r o n lo s s es).   T h r esu lt s   f o r   th o v er h ea d   li n ar p r esen te d   w it h   th r est o f   th al ter n ati v es in   s ec t io n   3 . 5 .     3 . 4 .     Resul t s - c o s t   o f   VSC  co n v er t er   s t a t io ns   As it   w as   ex p ec ted ,   t h r es u lt s   f o r   t h t w o   d i f f er en t   m o d els   a r s u b s ta n tia ll y   t h s a m e.   G iv en   t h f ac t   th at  t h u n ce r tai n tie s   ar h i g h ,   s ev e n   m illi o n   d o llar s   ( 5 %),   w h ic h   t h d if f er en ce   o f   t h co s ts   b et w ee n   t h t w o   m o d el s ,   is   co n s id er ed   in s id t h r an g o f   to ler an ce .   T ab le  4   p r o v id es  co m p lete  ec o n o m ic  a n al y s i s   f o r   t h ev alu a tio n   o f   t h s ta tio n s   A E C .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 1   :   1 0 0 2   -   1010   1008   T ab le  4 .   E c o n o m ic  an al y s is   f o r   VSC   co n v er ter   s tatio n s   P a r a me t e r   C o st   M o d e l   ( 9 )   C o st   M o d e l   ( 1 0 )   C o n t r a c t u a l   c o st - M M U S D   2 0 1 9   1 1 2 . 1 8   -   I n v e st me n t   c o st - M M U S D   2 0 1 9   1 4 0 . 2 3   1 3 3 . 3 5   P o w e r   l o sse s - MW   2 . 8 0   2 . 8 0   C o st   o f   p o w e r   l o ss e s - M M   U S D   2 0 1 9   5 . 1 5   5 . 1 5   O & M M M U S D   2 0 1 9   0 . 7 0   0 . 6 7   S TA TI O N S   A EC M M U S D   2 0 1 9   1 7 . 4 1   1 6 . 5 5   T o t a l   A EC M M U S D   2 0 1 9   2 3 . 2 6   2 2 . 3 7       T o   s ee   h o w   clo s t h ese  m o d els  ar f r o m   o th er   r ef er e n ce s ,   an   ex te n s iv r e s ea r ch   w a s   m ad e.   T h f i n d in g s   ar in ter e s ti n g .   Sin ce   ar o u n d   t h y ea r   2 0 0 0   lin ea r   m o d el  h a s   b ee n   u s ed   to   est i m ate  t h co s o f   th e   VSC   s tatio n s .   T h is   s lo p e,   d ep en d in g   o n   t h r ef er en ce   i s   s o m e w h er b et w ee n   0 . 1 5   an d   0 . 2 0   MU SD/MW .   W ith   th e s s lo p es,  t h co s wo u ld   b lo w er   th a n   t h o n e s   p r esen ted ,   b u it  i s   b ec au s t h ese  s lo p es  ar j u s t   co n s id er in g   t h v ar iab le  co s o f   th e   s tatio n s   w h i le  o m i ttin g   th f i x ed   co s o f   b u ild i n g   it.   I f   co m p ar ed ,   th e   r esu lt s   w it h   th e s s lo p es  w o u l d   b v er y   s i m ilar   to   th o n e s   o b tain ed   b y   er asin g   t h f ix ed   c o m p o n en f r o m   t h e   m o d el s.     3 . 5 .     Resul t s - m i x ed  a lt er na t i v es   A t   T ab le  5   th to tal  in v e s t m e n co s a n d   t h to tal  A E C   i s   r esu m ed   i n   o r d er   to   b co m p ar ed   w it h   t h co s o f   th p r ev io u s   A C   alter n ati v e.   T h p o w er   tr an s f er   co s ca lcu lated   as  t h co s p er   k m   d iv id ed   in to   th e   tr an s f er r ed   p o w er ,   as  d ef i n ed   at  [ 2 5 ] ,   is   b et w ee n   1 7 9 3   USD$ /MW . k m   an d   5 5 8 5   USD$ $ /MW . k m i n   t h e   r an g co m p u ted   b y   [ 2 5 ] .   T h r esu lt s   ar o b v io u s .   T h u n d er g r o u n d   ca b le  is   m u c h   m o r e   ex p en s iv th a n   t h e   o v er h ea d   lin m a in l y   b ec au s o f   th ca b le.   A lt h o u g h   th alter n ati v es  b ec o m m o r ex p en s i v w h i le   in cr ea s i n g   t h p er ce n ta g o f   u n d er g r o u n d   s ec tio n ,   e v en   w it h   7 5 p er ce n o f   it   u n d er g r o u n d   it  r es u lts   c h ea p er   th an   t h AC   alter n ati v e,   w h ich   co s t s   6 2 7   MM USD2 0 1 9 .   T h is   m ea n s   t h at  m a n y   o f   th e n v ir o n m en ta l   p r o b lem s   ca n   b r eso lv ed   b y   u s in g   7 5 % p er ce n u n d er g r o u n d   in ter co n n ec tio n   w it h o u s p en d in g   m o r t h a n   it  w a s   o r ig i n all y   s t ip u lated .   O n   t h o th er   h an d ,   t h s a v i n g s   b y   d o in g   t h f ir s alter n ati v ar en o r m o u s   g iv e n   t h e   f ac t t h at  th o v er h ea d   li n s tr u ctu r an d   ca b le s   ar ec o n o m ic .   A t   t h f ir s t a l ter n ati v e,   m o r th an   t h h a lf   o f   t h e   in v e s t m e n is   f o r   co v er in g   th co s ts   o f   th s tatio n s .   Giv e n   th ese  r esu lt s ,   m a y b t h b est  alter n ativ to   b co n s id er ed   is   o n i n   b et w ee n   ( m a y b e   th e   s ec o n d   d ep en d in g   o n   th e   n ec e s s it ies)  w h er e   th e   lin e   is   m a in l y   o v er h ea d   b u a h ig h   b io d iv e r s it y   ar ea s   it  b ec o m es  u n d er g r o u n d   i n   o r d er   to   th r ed u ce   th i m p ac o n   t h e   en v ir o n m e n t.       T ab le  5 .   E c o n o m ic  r esu lts   f o r   m i x ed   alter n ati v es   A l t e r n a t i v e   T o t a l   I n v e st me n t   C o st M M U S D   2 0 1 9   T o t a l   A EC   c o st - M M U S D   2 0 1 9   C o st   M o d e l   ( 9 )   C o st   M o d e l   ( 1 0 )   C o st   M o d e l   ( 9 )   C o st   M o d e l   ( 1 0 )   1   2 2 6 . 2 8   2 1 9 . 4 0   3 4 . 3 8   3 3 . 4 9   2   3 8 3 . 2 7   3 7 6 . 3 9   5 6 . 7 4   5 5 . 8 5   3   5 3 3 . 4 7   5 2 6 . 5 9   7 8 . 1 0   7 7 . 2 1   4   5 8 6 . 5 5   5 7 9 . 6 7   8 5 . 2 7   8 4 . 3 9   5   7 0 4 . 8 1   6 9 7 . 9 3   1 0 1 . 9 7   1 0 1 . 0 8       On ce   it   w as  d e f i n ed   th e   t y p o f   co n d u cto r s   an d   t h v o lta g o f   t h p o s s ib le  lin e,   it  w a s   p o s s ib le  t o   esti m ate  t h m a x i m u m   tr an s p o r ca p ac it y   o f   t h li n co n s id er in g   f u tu r e x p an s io n   o f   t h co n v er ter   s tatio n s .   W ith   th v o lta g an d   t h co n d u cto r s   s elec ted ,   th ac t u al  lin e   ca n   ca r r y   u p   to   6 2 5   MW ,   m o r th an   th r ee   ti m e s   th d esig n   ca p ac it y   ( co n s id e r in g   an   o p er atio n al  te m p er at u r o f   6 0 °C ) .   T h lin co u ld   ca r r y   m o r th an     8 0 0   MW   an d   as  th v o lta g i s   in te n d ed   to   r e m ai n   co n s ta n t,   th er is   n o   p r o b lem   w i th   s u r f ac g r ad ien o f   th e   C o r o n ef f ec t.      3 . 6 .     Ver if ica t io t hro ug h si m u la t io n a na ly s is   o f   t he  s y m m et rica m o no po le   W ith   th m o d el  at  Fig u r 3 ,   th d etails  s u c h   as  m o r p r ec is lo s s es  a n d   ch ar ac ter is ti cs  o f   th e   co n v er ter   s tatio n s   w er s tab li s h ed .   T h ese  lo s s e s   w er co m p ar ed   to   th ca lcu latio n s   m a d in   th p r ev io u s   s ec tio n s   a n d   th r e s u l ts   w er p o s itiv es.  T h o n l y   d if f er en ce   f o u n d   w a s   b ec au s in   o r d er   to   tak 2 0 0   MW   to   I q u ito s   t h er h a s   to   b 2 0 0   MW   p lu s   s o m ad d itio n al   MW   th at  ar g o in g   to   b lo s s   s o m e w h er i n   b et w ee n .   T h is   m ea n s   t h at  th r ea c u r r en th r o u g h   t h lin i s   litt le  b i h ig h er   t h an   t h o n ca lc u late d   th eo r etica ll y ,   b u t   th is   d i f f er en ce   is   j u s t a b o u t 4 %.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       I n terco n n ec tio n   via b ilit o f h i g h   d ema n d   is o la ted   a r ea   th r o u g h   a   HV DC - V S C   lin ( Ju a n   A .   V a r ela )   1009       Fig u r 3 .   Mo d el  o f   th m o y o b a m b a - iq u ito s   i n ter co n n ec tio n       4.   CO NCLU SI O N     T h is   p ap er   h as  p r o p o s ed   a   m et h o d o lo g y   th at  allo w s   th e   ev alu atio n   o f   v iab il it y ,   tec h n icall y   a n d   ec o n o m icall y   o f   H DVC - V S C   i n ter co n n ec tio n   p r o j ec ts   f o r   g r ea d is ta n ce   a n d   h ig h   d em a n d   co n s id er in g   o v er h ea d   an d /o r   u n d er g r o u n d   DC   li n e.   T h m et h o d o lo g y   h a s   b ee n   ap p lied   to   r ea in ter c o n n e ctio n   p r o b lem   in   P er u   s h o w i n g   its   ad v an tag e s   f o r   r ea ap p licatio n s .   I n   co n clu s io n ,   it  i s   p o s s ib le  to   s a y   th at  th er ar at  lea s t   f o u r   v iab le  HVD C   alter n a tiv es  f o r   th Mo y o b a m b in ter co n n ec tio n ,   tech n icall y   a n d   ec o n o m icall y ,   w h e n   co m p ar ed   to   t h HV AC   s o l u ti o n .   W it h   t h H VDC  in ter co n n ec tio n   is   p o s s ib le  to   s o lv ec o n o m ic  a n d   en v ir o n m e n tal  p r o b le m s ,   w h ic h   ar th e   m a in   ca u s e s   o f   th s o cial  an d   p o liti ca d eb ates  ar o u n d   t h m atter .   I is   also   p o s s ib le  to   co n clu d th at  r eth i n k in g   th p at h   o f   t h e   lin e   m ig h b a   g o o d   id ea   co n s id er in g   t h at  a n   u n d er g r o u n d   ca b le  ca n   b u s ed   to   g o   th r o u g h   d elica te  ar e as.  B et w ee n   Mo y o b a m b an d   I q u ito s   th er ar 4 8 0 k m   i n   s tr aig h t   li n e,   b u t   th e   in ter co n n ec tio n   h as   al m o s 1 5 0   k m   m o r t h a n   t h at,   if   t h p ath   i s   c h a n g e   it  ca n   b r ed u ce   in   s e v er al  k ilo m ete r s ,   w h ic h   w o u ld   b b en e f icial   to   ev er y o n p r o b ab ly   s a v i n g   m il lio n s   o f   USD .   Fin all y ,   t h lin d esi g n   f o r   2 0 0   MW   ca n   ca r r y   u p   to   6 2 5   M W   j u s b y   ex p a n d in g   th co n v er ter   s tatio n s ,   th is   i s   h u g ad v a n ta g co n s id er i n g   th p o s s ib le  n ee d s   o f   t h cit y .   I n   g e n er al,   an   i n ter co n n ec t io n   f o r   th i s   t y p o f   is o lated   ar ea s   ( lo n g   d is ta n ce ,   h ar d   ter r ain ,   n o   n eg lig ib le  d e m an d )   i s   m o r f ea s ib le  co m p ar ed   to   an y   o t h er   ex is t in g   alter n a tiv e.     As  a   f u t u r w o r k ,   it  m a y   r es u lt  n ec es s ar y   to   s tu d y   t h ce r au n ic   le v el  o f   t h r e g io n   i n   o r d er   to   th e   esti m ate  th r eliab ilit y   p ar a m e ter s   o f   th li n e.   Giv e n   t h f ac t   th at  it  is   s y m m etr ic  m o n o p o le,   an y   p er m an e n t   f au lt  w o u ld   ca u s co m p lete  o u tag o f   t h l in e,   s o   it  i s   i m p o r tan to   k n o w   t h p r o b ab ilit i es  o f   s u ch   e v e n ts   to   h ap p en .   Ot h e r   f u t u r w o r k s   ar r elate d   to   th d etail   en g i n ee r in g   s u ch   as  ca lc u lat in g   t h p r o p er   g r o u n d in g   f o r   th co n v er ter   s ta tio n s   an d   t h to w er s ,   t h g u ar d   ca b le,   th p o s s ib le  tr an s itio n   s tat io n   f o r   g o in g   f r o m   o v er h ea d   to   u n d er g r o u n d   a n d   v ice   v er s a.   I m i g h also   b h elp f u to   th es ti m ate  t h r ea i m p ac o f   a n d   u n d er g r o u n d   ca b le  in   d elica te  ec o s y s te m   s u ch   a s   th a m az o n   r ai n   f o r est.       RE F E R E NC E S     [1 ]   T .   V a n   He rtem ,   e a l. HV DC  G rid f o Of fsh o re   a n d   S u p e rg rid   o f   th e   F u t u re ,   Ne w   Je rse y ,   J o h n   W il e y   &   S o n s 2 0 1 6 .   [2 ]   A .   A l a ss i,   e t   a l. ,   HV DC  T ra n s m issio n T e c h n o lo g y   Re v ie w ,   M a r k e T re n d a n d   F u tu re   Ou tl o o k ,   Ren e wa b le  a n d   S u sta in a b le E n e rg y   Rev iews ,   v o l.   1 1 2 ,   p p .   5 3 0 - 5 5 4 ,   2 0 1 9 .   [3 ]   M .   A .   El izo n d o ,   e a l. ,   In tera re a   Os c il latio n   Da m p in g   Co n tro Us in g   Hig h - V o lt a g e   DC  T ra n s m issi o n A   S u rv e y ,   in   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Po we r S y ste ms ,   v o l.   3 3 ,   n o .   6 ,   p p .   6 9 1 5 - 6 9 2 3 ,   2 0 1 8 .   [4 ]   J.  S u n ,   e a l. ,   Re n e w a b le  En e rg y   T ra n s m issio n   b y   HV DC  a c ro ss   th e   Co n ti n e n t:   S y ste m   Ch a ll e n g e a n d   Op p o r tu n it ies ,   CS E J o u r n a l   o f   Po we r a n d   E n e rg y   S y ste ms ,   v o l.   3   n o .   4 ,   p p .   3 5 3 - 3 6 4 ,   2 0 1 7 .   [5 ]   F.   A .   Ac e ro   a n d   M.   A .   Rio s,  P l a n n in g   M T DC  G rid b a se d   G ra p h T h e o r y , ”  In ter n a ti o n a J o u r n a o El e c trica a n d   Co m p u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   3 7 - 4 6 ,   2 0 2 1 .   [6 ]   F.   Z.   El - M a z o u ri,   e t   a l. ,   A p p li c a ti o n   o f   th e   E L ECT RE  III  M e th o d   a th e   M o r o c c a n   Ru ra El e c tri f ica ti o n   P ro g ra m ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   8 ,   n o .   5 ,   p p .   3 2 8 5 - 3 2 9 5 ,   2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   2 A p r il 2 0 2 1   :   1 0 0 2   -   1010   1010   [7 ]   I.   Ro z ic,  e a l. ,   T h e   e n e rg y   s u sta in a b il it y   o f   th e   s m a ll   a g ric u lt u ra f a rm iso late d   o f   e le c tri c   p o w e g rid ,   In ter n a t io n a Rev iew o El e c trica l   En g in e e rin g   ( IRE E) ,   v o l.   1 3 ,   n o .   3 ,   p p .   2 2 9 - 2 3 6 ,   2 0 1 8 .   [8 ]   E.   Ba n g u e ro ,   e a l. ,   Re n e w a b le  m icro g rid   o p e ra ti o n a re su lt s   a n d   e c o n o m ic  e v a lu a ti o n   u sin g   RE T S c re e n ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica l   a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   9 ,   n o .   2 ,   p p .   7 2 3 - 7 3 1 ,   2 0 1 9 .   [9 ]   M .   A sa d u z - Za m a n ,   e a l. ,   Co o rd i n a ted   Co n tro o f   In terc o n n e c ted   M icro g rid   a n d   En e rg y   S to ra g e   S y st e m ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   8 ,   n o .   6 ,   p p .   4 7 8 1 - 4 7 8 9 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   T.   G .   M a g g ,   e a l. ,   Ca p riv L in k   HV DC  In terc o n n e c to r:  c o m p a riso n   b e tw e e n   e n e rg ize d   s y ste m   t e stin g   a n d   re a ti m e   si m u lato tes ti n g ,   in   Pro c e e d in g s o f   CIGRE  S e ss io n   2 0 1 2 ,   P a p e B4   1 0 7 ,   2 0 1 2 .     [1 1 ]   M.   Y.  S u li m a n ,   A c ti v e   a n d   re a c ti v e   p o w e f lo w   m a n a g e m e n i n   p a ra ll e tra n sm issio n   li n e u si n g   sta ti c   se ries   c o m p e n sa ti o n   (S S C)  w it h   e n e rg y   sto ra g e ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   El e c trica a n d   Co m p u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) v o l.   9 ,   n o .   6 ,   p p .   4 5 9 8 - 4 6 0 9 ,   2 0 1 9 .   [1 2 ]   Ce se In g e n iero s ,   T e c h n ica v iab il it y   stu d ies   f o th e   c o n str u c ti o n   o f   th e   tran sm issio n   li n e   M o y o b a m b a - Yu ti m a g u a s - Na u ta - Iq u it o a 2 2 0 k V   (In   S p a n ish ) ,”   S e c o n d   re p o rt:   d e sc rip ti v e   m e m o r y   s.l. ,   P riv a te  In v e st m e n P r o m o ti o n   A g e n c y ,   2 0 1 2   [1 3 ]   P r o in v e rsió n ,   Co n c e ss io n   o f   th e   p ro jec t:   M o y o b a m b a - Iq u it o s   tran sm is sio n   li n e   a 2 2 0 k V   a n d   a ss o c iate d   su b sta ti o n s (In   S p a n ish ) ,”   F in a p re se n tatio n ,   2 0 1 4 .     [1 4 ]   CIG RE  Jo in W o rk in g   G ro u p   B2 /B4 /C1 . 1 7 ,   Bro c h u re   3 8 8 Im p a c ts  o f   HV DC  li n e o n   th e   e c o n o m ic o f   HV DC   p ro jec ts,   P a ris:  CIG RÉ,   2 0 0 9 .   [1 5 ]   CIG RE   J o in   W o rk in g   G ro u p   B2 / B4 /C1 . 1 7 ,   Re c o m m e n d e d   V o l tag e f o HV DC G rid s,   P a ris:  CIG RE,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   CIG RE  Jo in W o rk in g   G ro u p   2 2 . 1 2 ,   Bro c h u re   2 0 7 T h e rm a b e h a v io u o f   o v e rh e a d   c o n d u c to rs,   P a ris:  CIG RÉ,   2 0 0 2 .     [1 7 ]   D.  P a rra ,   T e n sio n   lev e o p t im i z a ti o n   f o th e   in terc o n n e c ti o n   b e twe e n   Co lec to ra   2   a n d   Ce rr o m a to so   th r o u g h   a   HV DC - VSC  li n k   (In   S p a n is h ) ,”   Bo g o tá.  El e c tri c a En g i n e e rin g   T h e sis,  Un iv e rsid a d   d e   lo s A n d e s 2 0 1 8 .   [1 8 ]   A .   Ra z a ,   e a l. ,   Eco n o m ic  a n a l y sis  f o HV DC  tran sm is sio n   sy st e m   in   P a k istan ,   In ter n a t io n a l   J o u r nal   o Co n t ro l   and   Au to ma ti o n   ( IJ CA) ,   v o l.   1 0 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 9 - 3 8 ,   2 0 1 7 .   [1 9 ]   L .   Co ro n a d o ,   e a l. ,   INEL F E:   m a in   d e sc rip ti o n   a n d   o p e ra ti o n a e x p e rien c e   o v e th re e   y e a rs   in   se rv ice ,   in   Pro c e e d in g o f   2 0 1 9   AE IT   HVDC   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e ,   F lo re n c e ,   Ital y ,   2 0 1 9 .   [2 0 ]   N .   M a c Leo d ,   e a l. ,   T h e   d e sig n   a n d   d e v e lo p m e n o f   a   2 0 0 0 M W   HV DC  in terc o n n e c to b e tw e e n   Gre a Brit a in   a n d   F ra n c e ,   in   Pro c e e d i n g o f   1 5 th   I ET   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   AC  a n d   DC  Po we T r a n sm issio n   ( ACDC  2 0 1 9 ) Co v e n try ,   UK ,   2 0 1 9 .   [2 1 ]   T .   V ra n a   a n d   P .   rtel,   Esti m a ti o n   o f   in v e st m e n m o d e c o st  p a ra m e ters   f o V S HV DC  tran s m issio n   in f ra stru c tu re ,   El e c tric P o we r S y ste ms   Res e a rc h ,   v o l.   1 6 0 ,   p p .   9 9 - 1 0 8 ,   2 0 1 8 .   [2 2 ]   D.  P a e z   a n d   M.   A .   Rio s,  Co st   A n a l y sis  o f   a n   M T DC  f o in t e rc o n n e c t io n   G u a ji ra - Ce rro m a to s o - P a n a m a ,   in   Pro c e e d in g o f   FI S E/ IE EE - CIGR 2 0 1 9 ,   M e d e ll in ,   Co l o m b ia,  2 0 1 9 .     [2 3 ]   A .   L A b b a te ,   Dra f d e li v e ra b le  d 3 . 3 . 2 .   Re v iew   o f   c o st  o f   tran sm is sio n   o f   in f ra stru c tu re s,  i n c lu d in g   c ro ss b o r d e c o n n e c ti o n s , ”  i Rea l ise   Gr id pp .   16 - 19 ,   2 0 1 1 .   [2 4 ]   D.  V e las c o ,   e a l. ,   P o w e tran s m issio n   in   d irec c u rre n t.   F u t u re   e x p e c t a ti o n f o Co lo m b ia,”  Ren e wa b le  a n d   S u sta in a b le E n e rg y   Rev iews ,   v o l.   1 5 ,   n o .   1 ,   p p .   7 5 9 - 7 6 5 ,   2 0 1 1 .   [2 5 ]   M.   E.   El g e z ir y ,   e a l. ,   In teg ra ti o n   En h a n c e m e n o f   G rid - Co n n e c ted   W in d   F a rm s   Us in g   HV DC  S y s tem s:  Eg y p t ian   Ne tw o rk   Ca se   S tu d y ,   in   Pro c e e d in g o f   2 0 1 9   2 1 st  In ter n a ti o n a M id d le  Ea st  P o we S y ste ms   Co n fer e n c e   ( M EP CON) ,   Eg y p t,   2 0 1 9 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       J u a n   A n d r é Va r e l a   re c e i v e d   a   d e g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   in   2 0 2 0   f ro m   Un iv e rsid a d   d e   lo A n d e s,  Bo g o ta.  C o l o m b ia.  He   jo i n e d   USA ENE  h a c o n s u lt a n t   e n g in e e f o tran sm issio n   a n d   g e n e ra ti o n   stu d ies   a n d   d e sig n .   T h e n ,   h e   j o in e d   IS A   (In terc o n e x n   El é c tri c a   S . A . ) .         M a r io   Alb e r to   o s   re c e i v e d   a   d e g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   in   1 9 9 1   a n d   a   M . S c .   De g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   in   1 9 9 2 ,   b o t h   f ro m   Un iv e rsid a d   d e   lo A n d e s,  Bo g o tá,  Co lo m b ia.  He   re c e iv e d   a   P h . D.  d e g re e   in   e lec tr ica e n g in e e rin g   f ro m   INP G - L E G ,   Gre n o b le,  F ra n c e ,   in   1 9 9 8 ,   a n d   a   Do c to ra d e g re e   in   e n g in e e r in g   f ro m   Un iv e r sid a d   d e   lo A n d e s,  in   1 9 9 8 .   He   w o rk e d   a a   c o n su lt a n e n g in e e i n   C o n C o ( n o w   W S P ),   Bo g o tá,  Co lo m b ia,  d u rin g   1 2   y e a rs.  A lso ,   h e   w a a   Re se a rc h   A ss o c iat e   a th e   Un iv e rsity   o f   M a n c h e ste ( f o r m e rl y ,   U M IS T ).   Cu rre n tl y ,   h e   is  F u ll   P r o f e ss o a t h e   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   S c h o o o f   En g in e e rin g ,   Un iv e rsid a d   d e   lo s A n d e s,  Bo g o tá,  a n d   d irec to o f   th e   P o w e a n d   En e rg y   Re s e a rc h   G ro u p   o f   th is  u n iv e rsity .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.