THE TRES AMIGASSUPERSTATION
Transmission Summit West
September 20, 2010
UNITING THE NATION’S ELECTRIC POWER GRID
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20th Century Electric Transmission Grid
Utility Controlled
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21st Century Electric Transmission Grid
Customer Desires &Configurations
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LARGE INTERCONNECTED ACTRANSMISSON SYSTEMS
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Common Interconnected AC System Problems
Long Distance Transmission
Line losses
System Voltage Stability/Levels
Reactive Power Loading
Steady state
Transient Stability
Subsynchronous Oscillations
Latency issues (ie Spinning Reserves)
Inductive and Capacitive limitationfactors
Interconnections
Uncontrolled Load flowproblems and bottlenecks
Congestion Issues
Inter Area loop flow
Cascading Blackouts
Oscillation Stability
Frequency control
Voltage Stability
Physical interactions betweenpower systems
Diminishing Returns with large interconnected AC Systems
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Common Interconnected AC System Problems
High Cost of Interconnections
Reliability Costs: NERC, RC, Relaying
N-1 criteria often creates underutilization of transmissionlines
Complex coordinating arrangements (RTOs, IA, JOAs, etc.)
Need for sophisticated and costly system impact studies
Participation agreement complications with multipleimpacted entities
Regional/Subregional perturbations/phenomena difficultand costly to analyze and manage
Deterministic planning practices do not capture the trueeconomic value of transmission additions/upgrades
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Next Step – The Evolution to Fast Acting HVDC
The only way to interconnect large AC power grids with differentphases is via HVDC (High Voltage Direct Current) facilities
AC/DC/AC Stations
Hybrid Transmission systems (AC/DC…DC/AC)
Multipoint nodes
Long distance DC Transmission lines
HVDC has the ability to control the direction and magnitude of thepower flow at each node of a multipoint configuration therebyfacilitating the precise needs of the interconnection points withoutadverse impacts to the interconnecting grid
HVDC has the flexibility not only to adapt to grids with different ACsystem real time characteristics but to also facilitate optionalancillary services to each interconnection node
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PRESENTLY, ONLY 30% OF ALL POWERGENERATED USES POWER ELECTRONICSSOMEWHERE BETWEEN THE POINT OFGENERATION AND END USE.  BY 2030, 80%OFALL ELECTRIC POWER WILL FLOWTHROUGH POWER ELECTRONICS .”
Power electronics moves beyond devices that simplyprovide increased awareness, such as Phasor measurementsystems.  These devices will respond to, interface with andcontrol real time power flows.
From USDOE Office of Electric Delivery and Energy Reliability
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Benefits of Power electronics
Increased power system reliability and security
Increased efficiency and loading  of existing transmission anddistribution infrastructure
Huge gains in real time power flow control
Improved voltage and frequency regulation
Improved power system transient and dynamic stability
More flexibility in siting transmission and generation facilities
The distinction between consumer devices and utility deviceswill largely be eliminated electrically
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21st century smart grid technologies compared with those in use today.
Source: IBM Institute for Business Value
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Hierarchical View of the Issues facing the EuropeanTransmission System Operators (TSOs)
 
Single
European
Electricity Market
Pan-European TransmissionGrid
Load-Generation Balance
Congestion management
Ancillary services
Settlement
Balancing Mechanisms
Variable Renewable energy Generation
Storage
Demand Side Management
                     Source: ENTSO-E: The pathway towards common European network operation
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STATUS OF GLOBALTRANSMISSION DEVELOPMENT
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China: Current HVDC National Grid Plan
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China: Current HVDC National Grid Plan
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Europe: Extended Grid Plan
From Iceland(Northwest) toIsrael (Southeast)= 3,200 mi
Concept of grid is25,000 miles of line
Solar Power
Wind Power
Geothermal
Hydro
Biomass
The new high-voltage network would range from the Sahara to the polar cap. The concept calls for main lines that are 40,000 kilometers long. Andparts of it already exist.
Connectionsalready in placeor planned
Vision of ABBand DLR
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TA Map GIF.GIF
Europe: Extended Grid Plan
From Iceland(Northwest) toIsrael (Southeast)= 3,200 mi
Concept of grid is25,000 miles of line
Solar Power
Wind Power
Geothermal
Hydro
Biomass
The new high-voltage network would range from the Sahara to the polar cap. The concept calls for main lines that are 40,000 kilometers long. Andparts of it already exist.
Connectionsalready in placeor planned
Vision of ABBand DLR
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U.S.: National Grid Concept
Concept of DOENational RenewableEnergy Laboratoryand AmericanElectric PowerCompany
D.C and 765 KV AClines
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The Location
Tres Amigas Is Ideally Situated in Eastern New Mexico Near theBorders of CO, OK and TX Serving as a Three-Way Interconnection ofWECC, Eastern and ERCOT
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The Location: Regional Renewable Resource Potential
NREL Wind and Solar -35%.png
Significant Regional Wind & Solar Capacity Factors in Excess of 35%
Source: NREL
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From the 2010 Transmission Summit in Sweetwater
CREZ_HPX_SPS_Conceptual_Plans.jpg
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w/ HVDC Proposals
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The Tres Amigas SuperStation
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Tres Amigas SuperStation….Uniting the Electric Grid