BR102014016344B1

BR102014016344B1 - Método e disposição para transferir energia elétrica no mar

Info

Publication number: BR102014016344B1
Application number: BR102014016344-1A
Authority: BR
Inventors: Espen Haugan; Boe Ove
Original assignee: Siemens Energy AS
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2021-10-13
Also published as: EP2822137B1; NO2822137T3; AU2014202956B2; US9553522B2; AU2014202956A1; US20150009735A1; EP2822137A1; BR102014016344A2

Abstract

método e disposição para transferir energia elétrica no mar. a presente invenção refere-se a um método e a uma disposição para transferir energia elétrica (103) no mar, o método compreendendo: gerar potência ca (103); guiar, pelo menos parcialmente sob a água, a potência ca (103) através de um cabo (111) de uma primeira extremidade (113) do cabo para uma segunda extremidade (117) do cabo; e mudar uma frequência da potência ca (103) guiada através do cabo (111) na dependência de um valor de consumo de potência (126) de uma carga (127) conectada na segunda extremidade (117) do cabo (111).

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um método e a uma dispo sição para transferir energia elétrica no mar, especificamente para uma rede submarina, mais especificamente de modo a prover energia elétrica em um local de exploração submarino.

Técnica Antecedente

[002] A transmissão por cabo de energia elétrica CA elétrica con vencional pode ser limitada em distância devido às propriedades do cabo. A distância de transmissão de CA máxima típica a 50/60 Hz pode ser entre 100 km e 200 km. Se distâncias mais longas forem necessárias, a solução do estado da técnica atual é a transmissão CC. Para energia submarina, é muito interessante atingir mais do que 200 km, para as áreas árticas, reservatórios de hidrocarbonetos com afastamentos de até 600 km da terra são explorados. Para alimentar consumidores no local de exploração submarino, tal como bombas, compressores, motores etc., a energia elétrica CA pode frequentemente ser requerida. Portanto, em um sistema convencional, a energia elétrica CC transmitida para o fundo do mar precisa ser convertida em energia elétrica CA, de modo a ser apropriada para alimentar os consumidores no local de exploração submarina. No entanto, converter a energia elétrica CC para energia elétrica CA requer um equipamento grande e pesado o qual apresenta um número de problemas para montar o local de exploração e também aumenta os custos do sistema. Quando projetando uma rede de energia submarina, a confiabilidade pode ser um dos fatores chave principais. Para aumentar a confiabilidade de uma rede de energia submarina, pode ser importante limitar a complexidade e também limitar os componentes com baixa confiabilidade, especialmente dos tipos de componentes não redundantes. Atualmente, somente a tecnologia de distribuição de média tensão para solução CA pode ser confiável. Isto significa que a energia elétrica CC precisa ser convertida para energia elétrica CA submarina para os sistemas de transmissão de CC submarinos. O sistema de conversão CC para CA pode ser um sistema muito complexo e consiste em uma quantidade extremamente alta de componentes e pode reduzir a confiabilidade, comparado com um sistema de transmissão de CA submarino.

[003] Pode existir uma necessidade de um método e uma dispo sição para transferir energia elétrica dentro do mar, o qual facilita a alimentação de energia elétrica CA elétrica de consumidores submarinos com afastamentos muito maiores do que a distância de transmissão máxima atual de 100 a 200 km típicos. Os benefícios seriam também se este aumentar a confiabilidade e ao mesmo tempo reduzir o tamanho do equipamento. Ainda, pode existir uma necessidade de prover os consumidores de CA com energia elétrica CA de um modo mais simples e que requer um equipamento menor ou mais leve do que um sistema convencional.

Sumário da Invenção

[004] Esta necessidade pode ser atendida pelo assunto de acor do com as invenção. Modalidades vantajosas da presente invenção estão descritas pelasconcretizações.

[005] De acordo com uma modalidade da presente invenção, es tá provido um método para transferir energia elétrica no do mar (especificamente para uma rede submarina), o método compreendendo gerar energia elétrica CA, conduzir, pelo menos parcialmente sob a água, a energia elétrica CA através de um cabo de uma primeira extremidade do cabo para uma segunda extremidade do cabo, e mudar uma frequência da energia elétrica CA guiada através do cabo na depen- dência de um valor de consumo de energia de uma carga conectada na segunda extremidade do cabo.

[006] Por meio disto, especificamente um conversor (especifica menteincluído em um suprimento de energia) especificamente um conversor na superfície localizado acima do nível do mar, pode ser adaptado para mudar a frequência ou para selecionar a frequência apropriada. Ainda, o conversor pode ser adaptado (especificamente concorrentemente com a mudança da frequência) para variar a tensão na superfície (isto é, a tensão de saída de um suprimento de energia o qual está localizado acima do nível do mar) como uma função de uma resistência da carga ou um consumo de energia da carga. Ainda, o conversor ou o suprimento de potência pode reagir, no caso de um desarme de uma carga, desarmando muito rápido ou ativamente regulando para baixo a tensão do suprimento de potência, para amortecer os transientes.

[007] A mudança de frequência pode evitar ressonâncias de ten são ou corrente dentro do cabo. Por meio disto, uma confiabilidade de transferência da energia elétrica pode ser aperfeiçoada.

[008] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o método ainda compreende mudar a frequência de uma frequência anterior em um valor anterior de consumo de energia para uma frequência mudada em um valor mudado de consumo de energia, em que a frequência anterior é selecionada na dependência de um comprimento do cabo entre a primeira extremidade e a segunda extremidade do cabo, especificamente de modo a evitar ressonâncias.

[009] O valor anterior do consumo de energia pode ser especifi camente substancialmente zero ou pode ser um valor que corresponde a um consumo de energia médio da carga a qual é esperada para a aplicação específica. Para o valor anterior do consumo de energia, uma frequência anterior específica pode ter sido selecionada ou ajus- tada de modo a evitar ressonâncias dentro do cabo. No entanto, quando o consumo de energia muda para o valor mudado do consumo de energia, ressonâncias podem ocorrer em frequências outras que as frequências de ressonância para a situação quando o valor anterior de consumo de energia prevalecia. Assim, a frequência anterior é mudada para a frequência mudada, a qual pode evitar as ressonâncias as quais ocorreriam na situação da frequência anterior quando o valor mudado do consumo de energia está presente. Por meio disto, pode ser assegurado evitar as ressonâncias quando uma carga conectada na segunda extremidade do cabo requer ou tem um diferente consumo de energia ou mudança no consumo de energia. Por meio disto, a transferência da energia elétrica pode ser aperfeiçoada.

[0010] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o valor anterior é menor do que o valor mudado, em que a frequência anterior é maior do que a frequência mudada. De acordo com outra modalidade, a frequência anterior pode ser menor do que a frequência mudada. A frequência mudada pode especificamente ser selecionada para ficar entre picos de ressonância, os quais foram calculados na situação quando a carga consome o valor mudado de consumo de energia através do cabo.

[0011] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o método ainda (além de mudar a frequência) compreende mudar uma primeira tensão na dependência do consumo de energia da carga conectada na segunda extremidade do cabo, a primeira tensão representando uma tensão da energia elétrica CA gerada ou uma tensão na primeira extremidade do cabo.

[0012] Especificamente, quando o consumo de energia da carga aumenta, a primeira tensão pode também ser aumentada concorrentemente ou de um modo escalonado, de modo a manter uma segunda tensão a qual pode ser a tensão aplicada através da carga. Por meio disto, a tensão na segunda extremidade do cabo, especificamente no local de exploração submarino, pode ser substancialmente mantida constante ou pelo menos pode mudar menos do que um limite.

[0013] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a primeira tensão é mudada de uma primeira tensão anterior no valor anterior de consumo de energia para uma primeira tensão mudada no valor mudado de consumo de energia, em que a primeira tensão anterior é menor do que a primeira tensão mudada.

[0014] Aumentando a primeira tensão anterior para a primeira ten são mudada quando o consumo de energia aumenta, a segunda tensão (isto é, a tensão através da carga) pode substancialmente ser mantida constante ou pode pelo menos mudar menos do que um limite.

[0015] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a mudança, na dependência do consumo de energia da carga, da frequência e/ou da primeira tensão compreende: calcular razões de tensão plurais (Uload/Uin) entre uma segunda tensão (Uload) e a primeira tensão (Uin) na dependência de diferentes frequências de teste e na dependência de pelo menos o valor anterior e o valor mudado de consumo de energia, em que a segunda tensão representa uma diferença de potencial entre a segunda extremidade do cabo e um potencial de referência e selecionar a frequência anterior e/ou a primeira tensão anterior para a qual a respectiva razão de tensão calculada muda, de uma situação do valor anterior para o valor mudado de consumo de energia, menor do que um limite de razão. O método especificamente ainda compreendendo selecionar a frequência mudada e/ou a primeira tensão mudada com base nas razões de tensão calculadas plurais.

[0016] Calcular as razões de tensão plurais pode auxiliar a seleci onar especificamente a frequência anterior, de modo a evitar ressonâncias. O valor anterior e o valor mudado de consumo de energia podem ser quaisquer valores, especificamente valores os quais são es- perados em um procedimento de exploração submarina típica. Por exemplo, o valor anterior pode corresponder a um valor médio (ou zero) de consumo de energia e o valor mudado de consumo de energia pode corresponder a um valor máximo esperado (ou médio) de consumo de energia. Outros valores são possíveis, tal como o caso que o valor anterior corresponde a um consumo de energia substancialmente zero, enquanto que o valor mudado pode corresponder a um consumo de energia médio ou a um consumo de energia máximo. Mais ainda, valores adicionais de consumo de energia podem ser considerados para os quais as razões de tensão plurais são calculadas.

[0017] Por meio disto, pode ser simplificado selecionar a frequên cia anterior apropriada. Ainda, também a frequência mudada pode ser selecionada com base nas razões de tensão plurais calculadas. Especificamente, a frequência mudada e/ou a primeira tensão mudada podem ser selecionadas de modo que a razão de tensão não mude mais ou menos do que um limite quando partindo de uma situação onde a carga tem o valor anterior de consumo de energia e mudando para a situação onde a carga tem o valor mudado de consumo de energia.

[0018] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o valor absoluto do limite é 0,5, especificamente 0,4, ainda especificamente 0,3, mais ainda especificamente 0,2.

[0019] Quanto menor o valor absoluto do limite de razão é, mais constante a tensão pode ser mantida, quando o consumo de energia da carga muda do valor anterior para o valor mudado.

[0020] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o método ainda compreende calcular correntes de entrada plurais, para frequências de teste plurais, a corrente de entrada representando uma respectiva corrente da energia elétrica CA gerada suprida para a primeira extremidade do cabo, para cada frequência de teste considerando pelo menos o valor anterior de consumo de energia da carga, em que a frequência anterior e/ou mudada é selecionada das frequências de teste plurais para as quais a corrente de entrada está dentro de uma faixa de acordo com uma classificação do cabo.

[0021] Considerando também as correntes de entrada plurais cal culadas, uma seleção da frequência anterior e/ou mudada pode ainda ser aperfeiçoada, já que então também a frequência pode ser selecionada de modo que a respectiva corrente de entrada esteja em conformidade com as informações de classificação do cabo. Por meio disto, pode ser evitado ou reduzido, danificar o equipamento.

[0022] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o método ainda compreende um caso de um desarme de uma carga conectada na segunda extremidade do cabo; regular para baixo a primeiratensão, de modo a amortecer os transientes.

[0023] De acordo com uma modalidade da presente invenção, pa ra mudar uma frequência da energia elétrica CA, um conversor, especificamente um conversor CA-CC-CA, especificamente localizado acima do nível do mar, é empregado. O conversor pode compreender um número de comutadores controláveis, tal como IGBTs. Os IGBTs podem ser controlados por sinais de modulação de largura de pulso enviados para as suas respectivas portas. Por meio disto, um equipamento convencionalmente disponível pode ser utilizado para executar o método.

[0024] De acordo com uma modalidade da presente invenção, uma frequência entre picos de ressonância de acordo com uma curva de razão de tensão calculada é selecionada como a frequência anterior, especificamente entre um primeiro e um segundo pico de ressonância ou especificamente entre um segundo e um terceiro pico de ressonância.

[0025] Entre os picos de ressonância, as propriedades elétricas, tais como razão de tensão e/ou corrente de entrada, podem ser relativamente baixas, especificamente abaixo de limites da tensão e/ou corrente. Por meio disto, uma operação confiável e segura pode ser permitida.

[0026] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o método ainda compreende transformar uma tensão da energia elétrica CA para uma tensão mais alta e suprir a tensão transformada para a primeira extremidade do cabo, e/ou transformar a energia elétrica CA guiada através do cabo na segunda extremidade do cabo e suprir a energia elétrica CA transformada para uma carga.

[0027] Transformando a tensão para uma tensão mais alta antes de transferir a energia elétrica CA através do cabo, as perdas resistivas podem ser reduzidas. Ainda, a tensão pode ser transformada para valores adequados, os quais podem aumentar a flexibilidade do método.

[0028] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a frequência anterior e/ou mudada da energia elétrica CA está entre 10 Hz e 300 Hz, especificamente entre 50 Hz e 150 Hz, ainda especificamente diferente de 50 Hz, em que especificamente o cabo está disposto pelo menos parcialmente, especificamente 80% e 100% do comprimento do cabo, sob a água. Por meio disto, esta faixa de frequência pode ser provida por um equipamento convencionalmente disponível.

[0029] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a primeira tensão anterior é predeterminada e a segunda tensão é calculada para um dado consumo de energia da carga, especificamente utilizando um modelo do cabo, ainda especificamente incluindo elementos PI plurais, em que a segunda extremidade do cabo está entre 1000 m e 4000 m abaixo do nível do mar, em que o cabo tem um comprimento entre 100 km e 1000 km, especificamente entre 200 km e 600 km, em que a tensão no cabo está especificamente entre 80 kV e 100 kV.

[0030] Para uma segunda tensão calculada, uma simulação mais precisa pode ser executada utilizando especificamente um modelo do cabo que inclui um número de elementos PI.

[0031] Deve ser compreendido que as características individual mente ou em qualquer combinação apresentada, descrita, aplicada ou provida para um método para transferir energia elétrica dentro do mar podem também ser aplicadas individualmente ou em qualquer combinação a uma disposição para transferir energia elétrica dentro do mar de acordo com uma modalidade da presente invenção e vice-versa.

[0032] De acordo com uma modalidade está provida uma disposi ção para transferir energia elétrica dentro do mar, a disposição compreendendo um suprimento de energia para gerar energia elétrica CA, um cabo para conduzir, pelo menos parcialmente sob a água, a energia elétrica CA através de uma primeira extremidade do cabo para uma segunda extremidade do cabo, e um conversor para mudar uma frequência da energia elétrica CA guiada através do cabo na dependência de um valor de consumo de energia de uma carga conectada na segunda extremidade do cabo.

[0033] Deve ser notado que as modalidades da invenção foram descritas com referência a diferentes assuntos. Especificamente, algumas modalidades foram descritas com sendo do tipo método, enquanto outras modalidades foram descritas como sendo de tipo aparelho. No entanto, uma pessoa versada na técnica perceberá do acima e da descrição seguinte que, a menos que outras notificadas, em adição a qualquer combinação de características que pertencem a um tipo de assunto, também qualquer combinação entre características relativas a diferentes assuntos, especificamente entre características das de tipo método e características das de tipo aparelho, são consideradas como sendo descritas com este documento.

[0034] Os aspectos acima definidos e aspectos adicionais da pre sente invenção estão aparentes dos exemplos de modalidades a serem daqui em diante descritos e estão explicados com referência aos exemplos de modalidades. A invenção será descrita daqui em diante em mais detalhes com referência a exemplos de modalidades, mas aos quais a invenção não está limitada. Breve Descrição dos Desenhos

[0035] As modalidades da presente invenção serão agora descri tas com referência aos desenhos acompanhantes.

[0036] A Fig. 1 ilustra esquematicamente uma disposição para transferir energia elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0037] a Fig. 2 ilustra um gráfico que apresenta uma dependência de uma razão de tensão observada em uma disposição da Fig. 1 na dependência da frequência da energia elétrica CA;

[0038] a Fig. 3 ilustra uma porção do gráfico da Fig. 2 que ilustra um método para transferir energia elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção executado pela disposição da Fig. 1 de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0039] a Fig. 4 ilustra um gráfico que apresenta uma corrente de entrada na dependência de uma frequência que corresponde ao gráfico da Fig. 3 e ilustra um método para transferir energia elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção, executado pela disposição da Fig. 1 de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0040] a Fig. 5 ilustra uma dependência de uma razão de tensão da frequência considerada e ilustrando um método para transferir energia elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção, quando um efeito de capacidade de um cabo é compensado utilizando dois ou mais reatores;

[0041] a Fig. 6 ilustra uma dependência de uma corrente de entra da da frequência para ilustrar um método para transferir energia elétrica de acordo com uma modalidade da presente invenção, quando um efeito de capacidade de um cabo é compensado utilizando dois ou mais reatores;

[0042] a Fig. 7 ilustra uma dependência de uma razão de tensão da frequência de energia elétrica CA quando um efeito de capacidade de um cabo é compensado utilizando dois ou mais reatores; e

[0043] a Fig. 8 ilustra uma dependência de uma corrente de entra da da frequência quando um efeito de capacidade do cabo é compensado utilizando dois ou mais reatores conectados no cabo. Descrição Detalhada

[0044] A ilustração nos desenhos pode estar de forma esquemática.

[0045] A Fig. 1 ilustra esquematicamente uma disposição 100 para transferir energia elétrica dentro do mar de acordo com uma modalidade da presente invenção, executando um método de acordo com uma modalidade da presente invenção. A disposição 100 compreende (acima do nível do mar) uma fonte de energia 101 conectada a um conversor, as quais estão adaptadas para gerar energia elétrica CA 103, a qual é suprida para um transformador na superfície 105 que tem uma bobina primária 107 a qual está indutivamente acoplada a uma bobina secundária 109. O transformador na superfície 105 especificamente transforma uma tensão da energia elétrica CA 103 para uma tensão mais alta e supre a tensão transformada para um cabo 101 o qual pode estar pelo menos parcialmente disposto sob a água, tal como no mar. O cabo 101 pode ter um comprimento entre 100 km e 1000 km. Ainda, este pode ser utilizado para suprir a energia elétrica CA 103 para um local de exploração submarino ou para suprir para uma rede de distribuição submarina.

[0046] A energia elétrica CA 103 está associada com uma corrente de entrada 104. A tensão gerada pelo suprimento de energia 101 ou emitida pelo conversor 102 está indicada na Fig. 1 com referência ao símbolo Uin e é também referida como primeira tensão. O transformador na superfície 105 provê a tensão transformada Uin em uma primei- ra extremidade 113 do cabo 111. Nesta primeira extremidade 113, um reator 115 está conectado (a um potencial de terra), para compensar um efeito de capacitor do cabo 111. O reator conectado na primeira extremidade 113 do cabo 111 pode ter uma indutância ou reatância ajustada ou selecionada adequada para compensar o efeito de capacitor do cabo 111.

[0047] Quando se lida com afastamentos (comprimento de cabo) de aproximadamente 200 km a 50 Hz, em um sistema convencional a tensão pode mudar de condição de carga para condição sem carga, devido aos efeitos de capacitor paralelo no cabo. O efeito estacionário dos capacitores no cabo pode seguir de acordo com 1/(j*w*C), onde j é o número imaginário, w = 2*pi*frequência e C é a capacitância. Quando, de acordo com uma modalidade da presente invenção, a frequênciaé reduzida ou aumentada de 50 Hz, também o efeito da capacitân- cia no cabo pode ser reduzido estacionário.

[0048] A energia elétrica CA 103 é então transferida através do cabo 111 para uma segunda extremidade 117 do cabo 111, em que esta segunda extremidade 117 está localizada sob a água, especificamente em um fundo de mar. Na segunda extremidade 117 do cabo 111, um segundo reator 119 está conectado no potencial de terra, de modo a compensar o efeito de capacitor do cabo 111. Próximo da segunda extremidade 117 do cabo 101 um transformador submarino 121 que tem um lado primário 123 e um lado secundário 125 o qual está indutivamente acoplado ao lado primário 123, está localizado. O transformador submarino 121 transforma a tensão no cabo 111, por exemplo, uma tensão entre 80 kV e 120 kV, especificamente aproximadamente 90 kV, para uma tensão desejada na rede submarina, por exemplo, para entre 30 kV e 50 kV, especificamente aproximadamente 36 kV. Na bobina secundária 125 do transformador submarino 121, uma carga 127 está conectada tendo uma indutância 129 e uma resis- tência 131 e ainda pode compreender uma capacitância não ilustrada. A carga 127 pode ser uma carga única, pode ser uma pluralidade de cargas e/ou pode representar uma rede de distribuição submarina inteira que tem cargas plurais, as quais podem ser conectáveis ou des- conectáveis ou ligadas e desligadas em qualquer topologia de circuito.

[0049] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o cabo 111, especificamente as propriedades elétricas do cabo 111, é modelado utilizando uma conexão em série de uma pluralidade de elementos PI 133. Por meio disto, cada elemento PI 133 tem um capacitor 135 conectado no potencial de terra 137 e um resistor 139 conectado a uma extremidade do capacitor 135 e ainda uma indutância 141, a qual está conectada em série com o resistor 139. Os elementos PI 133 estão conectados em série como um circuito de equivalência 143 para modelar ou descrever as propriedades elétricas do cabo 111. O circuito de equivalência 143 é utilizado de acordo com uma modalidade da presente invenção para calcular as propriedades elétricas da disposição 100, especificamente uma segunda tensão Uload que representa a tensão aplicada na carga 127 quando o suprimento de energia 101 provê uma primeira tensão Uin.

[0050] Especificamente, o circuito de equivalência 143 pode ser utilizado para calcular a segunda tensão Uload, dada a primeira tensão Uin para diferentes consumos de energia 126 da carga 127. Ainda, também a corrente de entrada 104 pode ser calculada utilizando o diagramaelétrico ou circuito de equivalência 143 para uma dada primeira tensão Uin e um dado consumo de energia 126 da carga 127. Com base em tais cálculos, simulações mais detalhadas adicionais podem ser executadas, de modo a determinar as propriedades elétricas da disposição 100, com base nas quais, por exemplo, a frequência da energia elétrica CA 103 e/ou tensão Uin da energia elétrica CA 103 podem ser selecionadas ou ajustadas, especificamente na dependência de um comprimento l do cabo 111 e na dependência do consumo de energia 126 (especificamente incluindo o consumo de energia ativa e/ou consumo de energia reativa) da carga 127. De acordo com uma modalidade da presente invenção, os reatores 115, 119 podem estar faltando na disposição 100 ilustrada na Fig. 1, ou podem ser desligados ou desconectados.

[0051] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o su primento de energia 101 está adaptado para ajustar uma frequência da energia elétrica CA 103 na dependência do comprimento l do cabo 111 entre a primeira extremidade 113 e a segunda extremidade 117 do cabo.

[0052] Em outras modalidades da presente invenção, além ou al ternativamente, pelo menos dois reatores 115 e 119 podem estar conectados ao cabo, um dos reatores pode estar conectado à primeira extremidade (ou próximo da primeira extremidade) 113 do cabo 111 e outro reator 119 pode estar conectado próximo da segunda extremidade 117 do cabo 111. De acordo com modalidades ainda adicionais da presente invenção, reatores 116 adicionais podem estar conectados ao longo do cabo 111 em localizações plurais 118, as quais podem estar espaçadas umas das outras. Especificamente, as localizações 118 podem estar uniformemente espaçadas umas das outras. Especificamente, a disposição 100 pode exclusivamente ou adicionalmente ser configurada em modo tal que as indutâncias dos reatores 115, 119 (e especificamente também dos reatores adicionais 116) sejam selecionadas, de modo a pelo menos substancialmente compensar a energia reativa gerada no cabo 111. Os valores das indutâncias dos reatores 115, 116, 119 podem depender das propriedades do cabo 111 e/ou da frequência/tensão do suprimento de energia e possivelmente em parâmetros adicionais, tal como tensão, comprimento de cabo. Como uma regra de polegar o cabo 1/(w*C) pode ser o mesmo que a compensação total das indutâncias paralelas w*L. Neste caso, w*L pode cancelar o 1/(w*C).

[0053] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o suprimento de energia 101 compreende um conversor para mudar a frequência da energia elétrica CA 103 guiada através do cabo 111 na dependência de um valor do consumo de energia 126 da carga 127, a qual está conectada na segunda extremidade (especificamente através do transformador submarino 121) do cabo 111.

[0054] Um cabo que está eletricamente descrito com resistência R [Ohm/m], indutância L [H/m] e capacitância C [F/m] pode ter ressonâncias de cabo como uma função do tempo de deslocamento de cabo. A velocidade de onda, v, do cabo, pode ser dada por: v=1/sqrt (LC).

[0055] O tempo de deslocamento T do cabo é dado por T=d/v.

[0056] Por meio disto, d (também referido como l) é o comprimento do cabo, por exemplo, o cabo 111 ilustrado na Fig. 1.

[0057] As ressonâncias do cabo 111 podem ser encontradas nos seguintes tempos de deslocamento (ou frequências): 1/4T, 3/4T, 5/4T ...

[0058] Ainda, as frequências de amortecimento podem ser encon tradas em: 2/4t , 4/4t, 6/4t .

[0059] A Fig. 2 ilustra um assim denominado gráfico de frequência de cabo que ilustra uma dependência de uma razão de tensão (ordenada 203) de uma frequência (abscissa 201). Especificamente, a razão de tensão é a razão entre a segunda tensão Uload (ver Fig. 1) e a primeira tensão Uin (ver Fig. 1). Especificamente, a curva 205 ilustra a situação de um comprimento l do cabo de 200 km, enquanto a curva 207 ilustra a situação, quando o comprimento l do cabo 111 é 600 km. As curvas 205, 207 representam as curvas calculadas ou simuladas, quando o cabo 101 é descrito ou modelado com 500 elementos PI e os seguintes dados elétricos (por exemplo, dados de um cabo 123 kV, 300 mm2): Rc=0,0601 [Ohms/km] Cc=0,17 e-6 [F/km] Xc50=0,13 [Ohm/km] Lc=4,1380 e-4 [H/km]

[0060] Especificamente, a curva 205 tem picos de ressonância 209 (primeiro pico de ressonância), 211 (segundo pico de ressonância), 213 (terceiro pico de ressonância), 215 (quarto pico de ressonância) e assim por diante. Entre os picos de ressonância 209, 211, 213, 215, vales de baixos valores 221 estão presentes, os quais podem corresponder às frequências de amortecimento acima explicadas ou definidas.

[0061] Ainda, a curva 207 compreende uma primeira ressonância 223, uma segunda ressonância 225, uma terceira ressonância 227, uma quarta ressonância 229, uma quinta ressonância 231 e assim por diante. Também entre estas ressonâncias 223, 225, 227, 229 e 231, vales 233 estão presentes.

[0062] Deve ser notado que as frequências nas quais os picos de ressonância ocorrem para os cabos de diferentes comprimentos estão em diferentes frequências de ressonância. Especificamente a ressonância 209 ocorre a uma frequência 210, a ressonância 211 ocorre a uma frequência 212, a ressonância 213 ocorre a uma frequência 214. Em contraste, a frequência do cabo de comprimento 600 km para a ressonância 223 ocorre a uma frequência 224, a ressonância 225 ocorre a uma frequência 226, a ressonância 227 ocorre a uma frequência 228, a ressonância 229 ocorre a uma frequência 230 e a ressonância 231 ocorre a uma frequência 232 e assim por diante, em que as frequências 210, 212, 214 são diferentes das frequências 224, 226, 228, 230, 232 e assim por diante. Esta observação é explorada de acordo com as modalidades da presente invenção para permitir uma transferência confiável de energia elétrica 103 de uma instalação na superfície para um local de exploração submarino.

[0063] Especificamente, com base na relação T=d/v, a ressonância ou ressonâncias 209, 211, 213, 215 devem estar em:

[0064] 149,0, 447,1, 745,2, 1043,2, 1341,3 Hz para o cabo de comprimento 200 km e devem ser

[0065] 49,7, 149,0, 248,4, 347,7, 447,1 Hz para um cabo de com primento 600 km.

[0066] De acordo com uma modalidade da presente invenção, tam bém uma corrente de entrada 104 na dependência da frequência é calculada para as situações de comprimentos de cabo consideradas na Fig. 2.

[0067] A Fig. 3 ilustra uma porção das curvas 205, 207 ilustradas na Fig. 2 como as curvas 305 e 307 para a situação quando o consumo de energia 126 da carga 127 é substancialmente 0, isto é, de modo substancialmente nenhuma carga 127 está conectada à segunda extremidade 117 do cabo 111, como ilustrado na Fig. 1.

[0068] Além desta situação onde nenhuma carga está conectada ao cabo 111, a Fig. 3 ilustra curvas 335, 337 que correspondem à situação quando uma carga de 80 MW está conectada na segunda extremidade 117 do cabo 111. Assim, a curva 335 representa a situação quando o comprimento do cabo é 200 km e quando o consumo de energia 126 da carga 127 é 80 MW. Ainda, a curva 337 representa a situação onde o comprimento do cabo é 600 km e o consumo de energia 126 da carga 127 é 80 MW. Especificamente, os transformadores 105, 121 são transformadores de 100 MVA e os valores de impedância de carga são 90 kV e o fator de potência é 0,95. Todas as voltagens de transformador e motor na disposição 100 são 90 kV.

[0069] A Fig. 4 ainda ilustra a corrente de entrada 104 (ordenada 403) na dependência da frequência (abscissa 401) para o comprimen- to l do cabo de 200 km e 600 km e a situação onde nenhuma carga ou uma carga de 80 MW está conectada na segunda extremidade do cabo 101. Por meio disto, um símbolo de referência que difere somente na identificação de primeiro dígito de curvas de corrente de entrada na Fig. 4, as quais correspondem às curvas identificadas com um símbolo de referência que difere somente no primeiro dígito das razões de tensão correspondentes na Fig. 3. Por exemplo, as curvas 405, 435 representam a corrente de entrada de um cabo de 200 km de comprimento que não tem nenhuma carga e uma carga de 80 MW, respectivamente, conectado na segunda extremidade do cabo 111. Ainda, as curvas 407, 437 correspondem ao cabo de 600 km de comprimento, quando nenhuma carga ou uma carga de 80 MW, respectivamente, está conectada na segunda extremidade do cabo.

[0070] Como pode ser visto da Fig. 3 e Fig. 4, para um cabo de 200 km de comprimento (afastamento de 200 km), 50 Hz (ver abscissa 301 na Fig. 3 e 401 na Fig. 4) podem ser tomados como uma possível frequência de trabalho, em que a frequência de 50 Hz está indicada pelo símbolo de referência 332 ou 432, respectivamente. Aqui, a 50 Hz, para o caso de um cabo de 200 km de comprimento, a mudança de razão de tensão para as situações onde nenhuma carga e onde uma carga de 80 MW está conectada no cabo está indicada pelo valor Δ(50 Hz, 200 km). No entanto, para o caso de um cabo de 600 km de comprimento, a respectiva mudança Δ(50 Hz, 600 km) é muito grande (especificamente maior do que o limite Δr indicado na Fig. 3), de modo que uma grande mudança de tensão ocorre quando mudando a carga de sem carga para 80 MW. Assim, não é possível operar um cabo de 600 km a 50 Hz devido à amplificação de tensão e altas correntes de ressonância (comparar também as curvas 407, 437 para o caso de um cabo de 600 km de comprimento, as quais indicam que as correntes a 50 Hz são maiores do que o permitido de acordo com a classificação do cabo). Um limite de classificação (exemplar a uma corrente de 1000 A) está indicado com o símbolo de referência 465.

[0071] No entanto, na frequência de 100 Hz (símbolo de referência 334, 434), a mudança da razão de tensão Δ(100 Hz, 600 km) de sem carga para uma carga de 80 MW é razoavelmente pequena, e também as correntes das curvas 407, 437 a 100 Hz estão abaixo do limite de classificação 465 do cabo. Especificamente, as seguintes propriedadeselétricas são obtidas após simular transferir a energia elétrica CA 103 com uma frequência de 100 Hz através de um cabo 101 de um comprimento l=600 km: cabo de 100 Hz e 600 km: Uload/Uin sem carga: -1,095 dB = 10A(-1,095/20) = 0,8816 Uload/Uin carga: -6,169 dB = 10A(-6,169/20) = 0.4915 Corrente de entrada sem carga: 367,5 A Carga de corrente de entrada: 686.4 A

[0072] A diferença de tensão é para esta frequência 39,0 % com base em valores nominais. Ao mesmo tempo em que a corrente está próxima do interior corrente nominal do cabo de 510 A. A seção transversal de cabo pode ser aumentada para 400 mm2 e então a corrente de cabo pode tipicamente estar na faixa de 700 A. Aqui, alguma iteração pode precisar ser feita para encontrar um cabo e uma frequência exatamente adequados.

[0073] Se o transformador submarino for projetado com uma alta tensão secundária para aumentar a tensão até 1,3 vezes típicas da tensão de distribuição submarina nominal, a queda de tensão durante a carga pode ser limitada muito comparada com a carga nominal. Para ilustrar isto, o caso abaixo poderia ser uma solução para uma rede submarina de 600 km, 80 MW.

[0074] Caso de 100 Hz com base na Figura 3 e Figura 4:

[0075] Transformador na superfície: Sn_tt = 100 MVA Un_sec = 90 kV Reservas de tensão = 1,35

[0076] Transformador submarino: Sn_ts = 100 MVA Un_pri = 79,2 kV Un_sec = 36 kV Reservas de tensão = 1,35

[0077] Distribuição submarina: Un_distr = 27,7 kV Umax_distr = 36 kV (durante sem carga) Umin_distr = 20,1 kV (durante carga de 80 MW)

[0078] Corrente de entrada de cabo: Iin_min= 367,5 A (durante sem carga) Iin_max= 686,4 A (durante carga de 80 MW)

[0079] Caso de 100 Hz simulado com razão de transformador submarino otimizado:

[0080] Transformador na superfície: Sn_tt = 100 MVA Un_sec =90 kV Reservas de tensão = nenhuma

[0081] Transformador submarino: Sn_ts = 100 MVA Un_pri = 85,5 kV Un_sec = 36,0 kV Reservas de tensão = nenhuma

[0082] Distribuição submarina: Un_distr =27,7 kV Umax_distr = 35,9 kV (durante sem carga, corresponde a 1,3xUn_distr) Umin_distr =23,4 kV (durante carga de 60 MW, PF = 0,97, corresponde a 0,85xUn_distr)

[0083] Corrente de entrada de cabo: Iin_min= 365,4 A (durante sem carga) Iin_max= 895,8 A (durante carga de 60 MW, PF = 0,97)

[0084] Tensão e corrente máximas de cabo: Ic_max =1004 A (durante sem carga, mais baixa durante a carga) Ic_max =91 kV (durante sem carga na superfície, mais baixa durante a carga)

[0085] Dado que uma corrente de cabo de 1004 A pode ser mani pulada no cabo observado, caso de 600 km de afastamento de 60 MW, PF = 0,97 pode ser conseguido. As variações de tensão podem estar dentro dos limites de um sistema submarino típico. A carga poderia ser aumentada acima de 60 MW, se a tensão fosse aumentada na superfície como uma função da carga de sistema.

[0086] Para reduzir a corrente de cabo durante a carga total, por exemplo, para aproximadamente 510 A, a tensão da superfície poderia dinamicamente ser aumentada aproximadamente 35% (a classificação de tensão de cabo pode ser 123 kV). Pode existir um risco que partes da carga serão desarmadas durante a operação de carga total e que sobrevoltagens no lado primário do transformador submarino e quadro de comutação poderiam ocorrer. Normalmente um cabo pode ser carregado com diversas cargas, de modo que o perigo de desarmar todas as cargas ao mesmo tempo não deve ser muito realístico. Se isto devesse ser um desafio de qualquer modo, a fonte de tensão mais provável pode ser o conversor na superfície que supre a tensão de 100 Hz para o cabo. Esta fonte de tensão poderia ser programada para desarmar muito rápido (dentro de milissegundos) com base em eventos com súbitas mudanças de corrente. Além disto, também o transformador submarino poderia ser projetado de tal modo que a saturação do núcleo de transformador submarino durante o desarme de cargas poderia ser saturado e utilizado como uma proteção de sobretensão.

[0087] Quando o comprimento de cabo aumenta, as bandas de amortecimento podem tornar-se cada vez mais estreitas, e uma fonte de carga livre de harmônico pura torna-se cada vez mais importante. Para assegurar uma tensão estável submarina regulando a tensão na superfície, poderia ser uma boa proposta, mas também a variação da frequência poderia ser uma solução que pode ser avaliada de projeto para projeto.

[0088] Outro modo de resolver o desafio de longos afastamentos pode ser a compensação de acordo com a energia reativa de cabo. Se isto for adicionado com base em 50 Hz, as curvas como mostradas na Fig. 5 e na Fig. 6 poderiam ser calculadas. As curvas com compensação final têm um reator em cada extremidade do cabo, o número total de reatores é dois. O caso com uma longa compensação tem reatores ao longo do cabo igualmente distribuídos com o mesmo valor total reativo que para a compensação final, o número total de reatores é 50. As unidades de compensação poderiam ser um indutor puro ou este pode ser combinado com um filtro passivo ou ativo para modelar ainda mais as frequências de ressonância / amortecimento.

[0089] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a disposição 100 pode primeiro ser operada em um ponto de trabalho 367 (ver Fig. 3 que corresponde ao ponto de trabalho 467 na Fig. 4), isto é, a 100 Hz para um cabo de 600 km de comprimento, em que substancialmente nenhuma carga está conectada na segunda extremidade 117 do cabo 111. Começando do tempo 367, o consumo de energia 126 da carga 127 pode ser aumentado, especificamente até um consumo de energia de 80 MW. Quando aumentando o consumo de energia 126, a frequência da energia elétrica CA 103 pode ser di- minuída para atingir um ponto de operação 369, como está indicado na Fig. 3, em que a frequência está em um valor ou está identificada com um símbolo de referência 336, o qual corresponde a aproximadamente 70 a 75 Hz. Quando diminuindo a frequência de 100 Hz para aproximadamente 70 -a75 Hz, a mudança da razão de tensão da situação de sem carga para uma situação de uma carga de 80 MW é substancialmente 0. Assim, nenhuma mudança de tensão, especificamente nenhuma queda de tensão pode ocorrer quando a frequência é mudada de 100 Hz para aproximadamente 70 a 75 Hz quando aumentando o consumo de energia de 0 a 80 MW.

[0090] Os diferentes pontos de trabalho estão também indicados na Fig. 4 com símbolos de referência que diferem somente no primeiro dígito. Como pode ser visto da Fig. 4, o ponto de trabalho 467 (100 Hz para um cabo de 600 km de comprimento, sem carga) corresponde a uma corrente de entrada, a qual está bem abaixo do limite de classificação 465 (assumido ser 1000 A). No entanto, o ponto de trabalho 469 (que corresponde ao caso de um cabo de 600 km de comprimento que tem uma carga 80 MW conectada ao cabo) corresponde a uma corrente de entrada, a qual está acima da classificação 465. Nesta situação, ou a classificação do cabo, isto é, as propriedades de cabo, pode ser adaptada ou selecionada, ou outro ponto de trabalho 471 pode ser es-colhido, de modo que a mudança na razão de tensão esteja dentro de um limite aceitável e, além disso, a corrente de entrada esteja abaixo da classificação 465.

[0091] Como pode ser visto das Figs. 3 e 4, os pontos de trabalho 367, 369, 371 todos ficam entre um primeiro pico de ressonância 323 e um segundo pico de ressonância 325.

[0092] Na Fig. 3, a frequência identificada com o símbolo de refe rência 334 pode também ser referida como uma frequência anterior e as frequências identificadas com o símbolo de referência 336 ou 338 po- dem também ser referidas como frequências mudadas. Assim, de acordo com uma modalidade da presente invenção, quando operando com um cabo que tem um comprimento de 600 km, e não tendo nenhuma carga conectada a este, a energia elétrica CA 103 pode ter uma frequência de 100 Hz, assim correspondendo ao ponto de trabalho 367 que tem a frequência anterior 334. Quando aumentando o consumo de energia da carga, a frequência pode ser mudada da frequência anterior 334 para a frequência mudada 336 ou para a frequência 338. Como o consumo de energia agora mudou de 0 MW para 80 MW, os pontos de trabalho 369 ou 371 são alcançados, os quais ficam sobre a curva 337. Apesar do ponto de trabalho 369 ser ótimo referente à mudança da razão de tensão (indicada sobre a ordenada 303 da Fig. 3), nesta frequência 336, a corrente de entrada seria mais alta do que a classificação 465 (ver Fig. 4). Devido a isto, como um ponto de trabalho potencial, o ponto 371 pode ser escolhido, ao qual a frequência 338 corresponde (indicada como a frequência 438 na Fig. 4). Para este ponto de trabalho 371, a mudança da razão de tensão está dentro de uma faixa aceitável e simultaneamente a corrente de entrada (ver ponto de trabalho 471 na Fig. 4) está abaixo da classificação 465.

[0093] O que não está indicado nas Figs. 3 e 4 é que o conversor ou em geral a fonte de energia 101 pode também ser adaptada para mudar a primeira tensão Uin na dependência de um consumo de energia da carga conectada na segunda extremidade do cabo 111.

[0094] As Figs. 5 a 8 ilustram gráficos quando uma medida de compensação para compensar o efeito de capacitor de cabo 111 é executada de acordo com as modalidades da presente invenção. Os métodos de compensação podem ser aplicados exclusivamente ou em combinação com os ajustes / seleções de frequência, que foram descritos com referência às Figs. 2 a 4.

[0095] As abscissas 501, 601, 701, e 801 nas Figs. 5 a 8 denotam a frequência, enquanto que as ordenadas 503, 703 denotam a razão de tensão da segunda tensão Uload e da primeira tensão Uin, enquanto as ordenadas 603, 803 denotam a corrente de entrada 104. Por meio disto, as Figs. 5 e 6 referem-se ao comprimento de cabo l = 600 km e ilustram as situações, onde os reatores estão conectados nos pontos de extremidade 113, 117 do cabo (curvas 505 (sem carga) e 507 (carga de 80 MW)) ou onde reatores plurais estão conectados ao longo do cabo (curva 509 (sem carga) e curva 511 (a carga de 80 MW)). Os reatores são selecionados (ver os reatores 115, 119 e 116 ilustrados na Fig. 1) para compensar por 50 Hz. Por meio disto, as curvas 505, 507 têm um reator 115, 119 em cada extremidade do cabo 111. Por meio disto, a quantidade total de reatores é 2. No caso de reatores ao longo do cabo (curvas 509, 511), os reatores 116 estão igualmente distribuídos com o mesmo valor reativo total, que para a compensação de extremidade, em que a quantidade total ou o número total de reatores 116 é 50, no exemplo ilustrado. Outros números são possíveis. As unidades de compensação (também referidas como reatores 115, 116, 119) podem ser indutores puros ou podem ser combinados com um filtro passivo ou ativo para modelar ainda mais as ressonâncias / frequências de amorte-cimento. Para 100 Hz, a mudança da razão de tensão Δ(100 Hz, ao longo) com reatores distribuídos ao longo do cabo é menor (especificamente menor do que o limite Δr) do que a razão de tensão Δ(100 Hz, final) com reatores conectados nas duas extremidades do cabo.

[0096] Quando o tamanho dos reatores 115, 116 e/ou 119 é mu dado para 16,7 Hz, a compensação e outros parâmetros são mantidos constantes como para o caso de 50 Hz ilustrado nas Figs. 5 e 6, os gráficos como ilustrado nas Figs. 7 e 8 são obtidos. Por meio disto, as curvas são identificadas com símbolos de referência que diferem somente no primeiro dígito, comparados com os símbolos de referência utilizados nas Figs. 5 e 6.

[0097] Ajustando apropriadamente o valor reativo total dos reato res 115, 116 e 119, uma mudança na razão de tensão pode ser mantida dentro de limites aceitáveis e também a corrente de entrada pode ser mantida abaixo de um limite de classificação do cabo 111.

[0098] De acordo com a descrição deste pedido, três propostas principais estão descritas, de modo a prover um método e uma disposição para transferir energia elétrica no mar. A primeira proposta utiliza o efeito de ressonância ativo no cabo, para estabilizar a tensão no fundo do mar, especificamente selecionando / ajustando a frequência dependendo do comprimento de cabo. Uma segunda proposta executa uma compensação reativa de um cabo de suprimento submarino ao longo do comprimento ou em pontos de extremidade do cabo, para limitar o efeito capacitivo do cabo. Uma terceira proposta utiliza, por exemplo, um conversor na superfície, para gerar uma frequência re-querida e pode aplicar ou empregar o conversor, para variar (especificamente lentamente) a frequência e/ou a tensão na superfície como uma função de um consumo de energia da carga conectada na localização submarina. Ainda, no caso de um desarme da carga, a fonte na superfície pode reagir muito rápido desarmando ou ativamente regulando a tensão para baixo e amortecendo os transientes.

[0099] De acordo com as modalidades da presente invenção, es tas três propostas podem ser executadas separadamente ou em qualquercombinação, isto é, a primeira proposta, a segunda proposta e a terceira proposta podem cada uma ser executada separadamente sem executar as respectivas outras propostas. Alternativamente, duas das propostas, por exemplo, a primeira e a segunda, a primeira e a terceira, ou a segunda e a terceira, propostas podem ser executadas em combinação. Mais ainda, todas as propostas, a primeira, a segunda e a terceira propostas podem ser executadas em combinação.

[00100] Especificamente, de acordo com a primeira proposta, um efeito de capacitor de cabo pode ser utilizado para estabilizar a tensão submarina de uma situação onde nenhuma carga está conectada para uma situação onde uma carga com um alto consumo de energia está conectada à extremidade do cabo a qual está localizada na localização submarina. Isto pode ser executado, por exemplo, procurando ou utilizandofrequências mais altas do que a frequência de ressonância mais baixa do cabo. Isto pode ser uma alternativa para os afastamentos extremamente longos onde a primeira ressonância de cabo entra em conflito com os 50 Hz fundamentais em um sistema CA padrão.

[00101] A segunda proposta pode ser aplicada para compensar a energia reativa gerada no cabo, ao longo do cabo ou nas extremidades do cabo. Se isto for feito, a queda de tensão de sem carga para uma carga de alto consumo de energia pode ser tipicamente dada por uma impedância serial. Esta segunda proposta pode especificamente ser uma boa solução para afastamentos mais curtos tais como afastamentos (isto é, comprimentos de cabo) entre 100 km e 300 km.

[00102] Especificamente, o consumo de energia da carga pode estar na faixa de 50 a 100 MW. Condições transientes adicionais podem ser levadas em conta. Por meio disto, especificamente um conversor na superfície pode ser configurado para amortecer os transientes no sistema de cabo.

[00103] Especificamente uma frequência de trabalho pode ser ajustada de modo que as perdas de núcleo, o efeito de revestimento / substituto estejam dentro de limites razoáveis.

[00104] Deve ser notado que o termo "compreendendo"não exclui outros elementos ou etapas e "um" ou "uma"não exclui uma pluralidade.Também os elementos descritos em associação em diferentes modalidades podem ser combinados. Deve também ser notado que os símbolos de referência no quadro reivindicatório não devem ser considerados como limitando o escopo destas.

Claims

1. Método para transferir energia elétrica (103) no mar, compreendendo, gerar energia elétrica CA (103); conduzir, pelo menos parcialmente sob a água, a energia elétrica CA (103) através de um cabo (111) de uma primeira extremidade (113) do cabo para uma segunda extremidade (117) do cabo; e mudar uma frequência da energia elétrica CA (103) guiada através do cabo (111) na dependência de um valor de consumo de energia (126) de uma carga (127) conectada na segunda extremidade (117) do cabo (111) caracterizado pelo fato de compreende ainda, mudar a frequência de uma frequência anterior (334) em um valor anterior de consumo de energia (126) para uma frequência mudada (336, 338) em um valor mudado de consumo de energia, sendo que a frequência anterior (334) é selecionada na dependência de um comprimento (1) do cabo (111) entre a primeira extremidade (113) e a segunda extremidade (117) do cabo, especificamente de modo a evitar ressonâncias, sendo que, a frequência mudada é selecionada para ficar entre picos de ressonância do cabo, os quais foram calculados na situação quando a carga consome o valor mudado de consumo de energia através do cabo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a frequência da energia elétrica CA (103) é mudada por meio de um conversor na superfície localizada acima do nível do mar, e sendo que a carga é uma carga submarina localizada abaixo do nível do mar.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o valor anterior é menor do que o valor mudado, sendo que a frequência anterior (334) é maior do que a frequência mudada (336, 338).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreendem mudar uma primeira tensão (Uin) na dependência do consumo de energia (126) da carga (127) conectada na segunda extremidade (117) do cabo (111), a primeira tensão representando uma tensão da energia elétrica CA gerada ou uma tensão na primeira extremidade (113) do cabo.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a primeira tensão é mudada de uma primeira tensão anterior do valor anterior de consumo de energia, para uma primeira tensão mudada no valor mudado de consumo de energia, sendo que a primeira tensão anterior é menor do que a primeira tensão mudada.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a mudança, com dependência do consumo de energia (126) da carga (127), a frequência e/ou a primeira tensão compreendem, calcular razões de tensão plurais (Uload/Uin, 305, 307, 335, 337) entre uma segunda tensão (Uload) e a primeira tensão (Uin) na dependência de diferentes frequências de teste (301) e na dependência de pelo menos o valor anterior e o valor mudado de consumo de energia (126), sendo que a segunda tensão (Uload) representa ou é indicativa de uma diferença de potencial entre a segunda extremidade do cabo e um potencial de referência; e selecionar a frequência anterior (334) e/ou a primeira tensão anterior e a frequência mudada e/ou a primeira tensão mudada para a qual a respectiva razão de tensão calculada muda, de uma situação do valor anterior para o valor mudado de consumo de energia, menor do que um limite de razão.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um valor absoluto do limite de razão é 0,5; 0,4; 0,3 ou 0,2.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: calcular correntes de entrada plurais (405, 407, 435, 437) para frequências de teste plurais (401), a corrente de entrada (104) representando uma respectiva corrente da energia elétrica CA (103) gerada, suprida para a primeira extremidade (113) do cabo (111), para cada frequência de teste (401) considerando pelo menos o valor anterior de consumo de energia da carga, sendo que a frequência anterior e/ou frequência mudada é selecionada a partir das frequências de teste plurais para as quais a corrente de entrada está dentro de uma faixa, de acordo com uma classificação do cabo.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende, no caso de um desarme de uma carga conectada na segunda extremidade do cabo, regular para baixo a primeira tensão, de modo a amortecer os transientes.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que uma frequência (334) entre os picos de ressonância (326, 324) de acordo com uma curva de razão de tensão calculada (307) é selecionada como a frequência anterior (334), especificamente entre um primeiro (323) e um segundo picos de ressonância (325) ou especificamente entre um segundo e um terceiro picos de ressonância.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende, transformar uma tensão da energia elétrica CA (103) para uma tensão mais alta e suprir a tensão transformada para a primeira extremidade (113) do cabo (111); e/ou transformar a energia elétrica CA (103) guiada através do cabo (111) na segunda extremidade (117) do cabo e suprir a energia elétrica CA transformada para uma carga (127).

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a frequência anterior da energia elétrica CA está entre 10 Hz e 300 Hz, especificamente entre 50 Hz e 150 Hz, mais especificamente diferente de 50 Hz, sendo que, especificamente, o cabo está disposto pelo menos parcialmente, em particular 80% e 100% do comprimento do cabo, sob a água.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a primeira tensão anterior (Uin) é predeterminada e a segunda tensão (Uload) é calculada para um dado consumo de energia (126) da carga (127), especificamente utilizando um modelo (143) do cabo, mais especificamente incluindo elementos PI plurais (133), sendo que a segunda extremidade (117) do cabo está entre 1000 m e 4000 m abaixo do nível do mar, sendo que o cabo (111) tem um comprimento (1) entre 100 km e 1000 km, especificamente entre 200 km e 600 km, sendo que a tensão no cabo está especificamente entre 80 kV e 100 kV.

14. Disposição (100) para transferir energia elétrica no mar compreendendo, um suprimento de energia (101) para gerar energia elétrica CA (103); um cabo (111) para conduzir, pelo menos parcialmente sob a água, a energia elétrica CA (103) através do cabo de uma primeira extremidade (113) do cabo (111) para uma segunda extremidade (117) do cabo (111); e um conversor (102) para mudar uma frequência da energia elétrica CA (103) guiada através do cabo (111) na dependência de um valor de consumo de energia (126) de uma carga (127) conectada na segunda extremidade (117) do cabo (111) caracterizado pelo fato de que a disposição é adaptada para mudar a frequência de uma frequência anterior (334) em um valor anterior de consumo de energia (126) para uma frequência mudada (336, 338) em um valor mudado de consumo de energia, sendo que a frequência anterior (334) é selecionada na dependência de um com-primento (1) do cabo (111) entre a primeira extremidade (113) e a segunda extremidade (117) do cabo, especificamente de modo a evitar ressonâncias, sendo que a frequência mudada é selecionada para ficar entre picos de ressonância do cabo, os quais foram calculados na situação quando a carga consome o valor mudado de consumo de energia através do cabo.