Årsaker til bruk av vekselstrøm for langdistanse energioverføring

Historisk utviklingsfaktor

Tidlige strømsystemer var domineret av vekselstrøm: I begynnelsen av strømsystemutviklingen var alternator- og transformerteknologi relativt moden og enkel å produsere.

Vekselstrømsystem kan lett endre spenningsnivå gjennom transformer for å oppnå høyspenningsoverføring for å redusere linjeforskyvning, så vekselstrømsoverføring har blitt bredt brukt i de tidlige dagene og dannet et stort kraftnett.

Tekniske overveielser

Fordeler med transformer i vekselstrømsystemer

Vekselstrømsoverføring kan lett økes og reduseres ved hjelp av transformer. På produksjonssiden økes generatorens utgangsspennning for å redusere strømmen og redusere effektforbruk på linjen. På forbrukersiden reduseres spenningen til et nivå som er egnet for brukeren gjennom en transformer. Nåværende DC-transformerteknologi er relativt komplisert og kostbart, og det er vanskelig å justere spenningen like fleksibelt som AC-transformer i langdistanseoverføring.

Reaktiv effektkompensering

Reaktiv effektkompensering kan lett utføres i vekselstrømsystem. Reaktiv effekt er energien nødvendig for å opprettholde elektriske og magnetiske felt i et strømsystem, men den utfører ingen arbeid eksternt. I langdistanseoverføring genereres en stor mengde reaktiv effekt på grunn av induktive og kapasitive effekter av linjen.

Ved å installere reaktiv effektkompensasjonsenheter i understasjoner kan systemets effektfaktor forbedres, og linjeforskyvning og spenningsfluktuasjon kan reduseres. I kontrast er kontroll av reaktiv effekt i HVDC-systemer mer kompleks og krever spesialisert utstyr for kompensasjon.

Nettsammenkobling

De fleste eksisterende strømsystemer er vekselstrømnät, og sammenkoblingen mellom vekselstrømsystemer er relativt enkel. Gjennom transformer og skrugeutstyr kan det realiseres forbindelse og effektutveksling mellom vekselstrømnät i ulike regioner og ulike spenningsnivåer, og forbedre påliteligheten og stabilitета систем электросетей.

Sammenkoblingen mellom DC-overføringssystemet og vekselstrømsystemet må konverteres gjennom omdanningsstasjonen, noe som er vanskelig og kostbart. I store kraftnät gjør sammenkoblingen av vekselstrømsystemer effektfordeling og ressursdeling mer fleksibel.

Økonomisk kostnadsside

Utstyrskostnader

For tiden er vekselstrømsoverføringsutstyr som transformer, skruger, sirkuitbrytere og andre teknologier modne, og produksjonskostnadene er relativt lave. Utstyret i omdanningsstasjon i DC-overføringssystem er komplekst, inkludert omdanningsventil, DC-filter, flatbølgereaktor osv., og kostnaden er dyr.

For eksempel kan kostnaden for å bygge en HVDC-omdanningsstasjon være flere ganger eller mer enn den tilsvarende vekselstrømunterstasjonen.

Vedlikeholdsomkostninger

Etter langvarig utvikling og anvendelse av vekselstrømsoverføringsutstyr er vedlikeholdsteknologien relativt moden og vedlikeholdsomkostnadene er lave. Vedlikeholdsbehovet for DC-overføringssystemet er høyt, krever profesjonelle teknikere og spesiell testutstyr, og vedlikeholdsomkostnadene er høye.

Anvendelse

• Langdistansestore kapasitetsoverføring: For langdistanse (mer enn noen hundre kilometer), store kapasitetsbehov, er linjeforskyvningen relativt lav i HVDC-overføring. Fordi DC-overføring ikke har induktive og kapasitive effekter av vekselstrøm, er det ingen problem med reaktiv effekt.

• Underseiskabeloverføring: I underseiskabeloverføring, fordi den kapasitive strømmen i vekselstrømkabel vil forårsake mye tap og spenningsstigning, og DC-kabel har ikke dette problemet, har høyspenning DC-underseiskabeloverføring en stor fordel.