Årsager til brug af AC til langdistancetransmission af strøm

Historisk udviklingsfaktor

De tidlige strømsystemer blev domineret af vekselstrøm: I de tidlige dage af strømsystemets udvikling var alternator- og transformerteknologi relativt moden og let at producere. 

Vekselstrømsystem kan nemt ændre spændingsniveau gennem transformer for at opnå højspændingsoverførsel for at reducere linjeforskydning, så vekselstrømoverførsel blev bredt anvendt i de tidlige dage og dannet et stort strømnætsystem.

Tekniske overvejelser

Fordele ved transformer i vekselstrømsystemer

Vekselstrømoverførsel kan nemt øges og nedtones ved hjælp af transformer. På strømfrembringens side øges generatorens udgangsspænding for at reducere strømmen og reducere effekttab på linjen. På strømmodtagersiden nedsættes spændingen til et niveau, der er passende for brugeren, gennem en transformer. Den nuværende DC-transformerteknologi er relativt kompliceret og kostbar, og det er svært at justere spændingen lige så fleksibelt som AC-transformer i langdistansesoverførsel.

Reaktiv effektkompensation

Reaktiv effektkompensation kan udføres bekvemt i vekselstrømsystem. Reaktiv effekt er den energi, der er nødvendig for at opretholde elektriske og magnetiske felter i et strømsystem, men den udfører ingen ydre arbejde. I langdistansesoverførsel genereres en stor mængde reaktiv effekt pga. induktions- og kapacitanceffekterne af linjen. 

Ved at installere reaktiv effektkompensationsenheder i understationskanaler kan systemets effektfaktor forbedres, og linjeforskydning og spændingsfluktuationer kan reduceres. I modsætning hertil er kontrol af reaktiv effekt i HVDC-systemer relativt kompleks og kræver specialiseret udstyr til kompensation.

Nætnedslutning

De fleste eksisterende strømsystemer er vekselstrømnæt, og nætnedslutningen mellem vekselstrømsystemer er relativt let. Gennem transformer og skruddannelser kan der realiseres forbindelse og effektoverførsel mellem vekselstrømnæt i forskellige områder og forskellige spændingsniveauer, og dermed forbedres strømnætternes pålidelighed og stabilitет.

Nætnedslutningen mellem DC-overførselsystemet og vekselstrømsystemet skal konverteres gennem omdanningsstationen, hvilket er svært og dyrt. I store strømnæt gør nætnedslutningen mellem vekselstrømsystemer effektallokering og ressourcedesudeling mere fleksibel.

Økonomisk kostnadsside

Udstyrskostnader

I øjeblikket er teknologier som transformer, skruddannelser, kredsløbsbrydere mv. i vekselstrømoverførsel moden, og produktionsomkostningerne er relativt lave. Udstyret i omdanningsstationen i DC-overførselsystemet er komplekst, inklusive omdanningsventiler, DC-filtre, fladebølgereaktorer osv., og prisen er dyrt.

For eksempel kan kostnaden ved at bygge en HVDC-omdanningsstation være flere gange eller mere end en tilsvarende vekselstrømunderstation.

Vedligeholdelseskostnader

Efter langvarig udvikling og anvendelse af vekselstrømoverførseludstyr er vedligeholdelseteknikken relativt moden, og vedligeholdelseskostnaderne er lave. Kravene til udstyrvedligeholdelse i DC-overførselsystemer er høje, og det kræver professionelle teknikere og speciel testudstyr, og vedligeholdelseskostnaderne er høje.

Anvendelse

• Langdistansesoverførsel med stor kapacitet: For langdistances (mere end et par hundrede kilometer) og store kapaciteter har HVDC-overførsel relativt lave linjeforskydninger. Da DC-overførsel ikke har vekselstrøms induktions- og kapacitanceffekter, er der ingen problem med reaktiv effekt.

• Overførsel via havbundskabler: I overførsel via havbundskabler vil den kapacitive strøm i vekselstrømkabler forårsage mange tab og spændingsstigninger, og dette problem findes ikke hos DC-kabler, så højspændings DC-havbunds-kabeloverførsel har et stort fortrin.