Razlozi za korišćenje AC za prenos struje na daleku daljinu

Istorija razvoja faktora

Rani električni sistemi su bili dominirani strujom promenljive struje: U ranim danima razvoja električnih sistema, tehnologija alternatora i transformatora je bila relativno zrela i laka za proizvodnju. 

Sistem sa strujom promenljive struje može lako menjati nivo napona preko transformatora kako bi se postigla visokonaponska prijenosna linija da smanji gubitke na liniji, tako da je prijenos struje promenljive struje bio široko korišćen u ranim danima i formirao ogromnu mrežu električne energije.

Tehnička razmatranja

Prednosti transformatora u sistemima sa strujom promenljive struje

Prijenos struje promenljive struje se može lako povećavati i smanjivati koristeći transformatore. Na kraju generacije, izlazni napon generatora se povećava kako bi se smanjio tok i smanjili gubitci snage na liniji. Na kraju potrošnje, napon se smanjuje na nivo koji je pogodan za korisnika preko transformatora. Trenutna tehnologija DC transformatora je relativno složena i skupa, i teško je prilagođavati napon kao što to mogu AC transformatori na dalekom prijenosu.

Kompenzacije reaktivne snage

Kompenzacije reaktivne snage se mogu lako obavljati u sistemu sa strujom promenljive struje. Reactivna snaga je energija potrebna za održavanje električnih i magnetskih polja u sistemu, ali ne vrši nikakav spoljašnji rad. U dalekom prijenosu, generiše se veliki iznos reaktivne snage zbog induktivnih i kapacitivnih efekata linije. 

Instaliranjem uređaja za kompenzaciju reaktivne snage u pretvorbenicama, faktor snage sistema se može poboljšati, a gubitci na liniji i fluktuacije napona se mogu smanjiti. U suprotnom, kontrola reaktivne snage u HVDC sistemima je relativno složena i zahteva specijalnu opremu za kompenzaciju.

Međusobna povezanost mreže

Većina postojećih električnih sistema su mreže sa strujom promenljive struje, a međusobna povezanost između sistema sa strujom promenljive struje je relativno laka. Preko transformatora i prekidača, može se ostvariti povezanost i razmena snage između mreža sa strujom promenljive struje u različitim regionima i na različitim nivoima napona, čime se unapređuje pouzdanost i stabilnost mreže.

Međusobna povezanost između sistema sa strujom konstantne struje i sistema sa strujom promenljive struje treba da se pretvori preko pretvorbenice, što je teško i skupo. U velikim mrežama, međusobna povezanost sistema sa strujom promenljive struje čini raspodelu snage i deljenje resursa fleksibilnijim.

Ekonomska aspekta troškova

Troškovi opreme

Trenutno, oprema za prijenos struje promenljive struje, kao što su transformatori, prekidači, prekidaci i druga tehnologija, su zrele, a trošak proizvodnje je relativno nizak. Oprema pretvorbenice u sistemu sa strujom konstantne struje je složena, uključujući pretvaračke ventile, DC filtere, ravnačke reaktore itd., a trošak je skup.

Na primer, trošak izgradnje HVDC pretvorbenice može biti nekoliko puta veći od ekvivalentne pretvorbenice sa strujom promenljive struje.

Troškovi održavanja

Nakon dugogodišnjeg razvoja i primene opreme za prijenos struje promenljive struje, tehnologija održavanja je relativno zrela, a trošak održavanja je nizak. Zahtevi za održavanje opreme sistema sa strujom konstantne struje su visoki, zahtevaju profesionalne tehničare i specijalnu testnu opremu, a trošak održavanja je visok.

Primena

• Dalekovisti prijenos velike kapaciteta: Za potrebe dalekovistog (više od nekoliko stotina kilometara) prijenosa velikog kapaciteta, gubitci na liniji HVDC prijenosa su relativno niski. Zbog toga što prijenos struje konstantne struje nema induktivne i kapacitivne efekte prijenosa struje promenljive struje, nema problema sa reaktivnom snagom.

• Prijenos podmorskim kablom: U prijenosu putem podmorskog kabla, zato što kapacitivni tok AC kabla dovodi do velikih gubitaka i porasta napona, a DC kabel nema taj problem, visokonaponski prijenos struje konstantne struje putem podmorskog kabla ima veliku prednost.