Причини використання СТ для передачі електроенергії на великі відстані

Історичний фактор розвитку

Перші електроенергетичні системи були переважно змінного струму: на початкових етапах розвитку електроенергетичних систем технології генераторів та трансформаторів були відносно зрілі та легко вироблялися.

Система змінного струму може легко змінювати рівень напруги за допомогою трансформатора, щоб досягти передачі на високому напрузі для зменшення втрат ліній, тому передача змінного струму широко використовувалася на початкових етапах і утворила велику електроенергетичну мережу.

Технічні аспекти

Переваги трансформаторів в системах змінного струму

Передача змінного струму може легко підвищуватися та знижуватися за допомогою трансформаторів. На стороні генерації енергії, вихідна напруга генератора підвищується, щоб зменшити струм та втрати енергії на лініях. На стороні споживання, напруга знижується до рівня, придатного для користувача, за допомогою трансформатора. Сучасна технологія DC-трансформаторів відносно складна та дорога, і важко регулювати напругу так ж флексібно, як AC-трансформатори при довготривалій передачі.

Компенсація реактивної потужності

Компенсація реактивної потужності може легко проводитися в системах змінного струму. Реактивна потужність - це енергія, необхідна для підтримки електричних та магнітних полів в електроенергетичній системі, але вона не виконує ніякої зовнішньої роботи. При довготривалій передачі створюється велика кількість реактивної потужності через індуктивні та ємнісні ефекти ліній.

Встановлення пристроїв компенсації реактивної потужності в підстанціях дозволяє покращити коефіцієнт потужності системи, знизити втрати ліній та коливання напруги. Навпаки, контроль реактивної потужності в системах ВВПС відносно складний і потребує спеціального обладнання для компенсації.

З'єднання мереж

Більшість існуючих електроенергетичних систем - це мережі змінного струму, і з'єднання між системами змінного струму відносно просте. За допомогою трансформаторів та комутаційного обладнання можна реалізувати з'єднання та обмін енергією між мережами змінного струму в різних регіонах та на різних рівнях напруги, що покращує надійність та стабільність електроенергетичних мереж.

З'єднання систем передачі струму постійного струму з системою змінного струму потребує конверторної станції, що є складним та дорогим. У великих електроенергетичних мережах, з'єднання систем змінного струму робить розподіл енергії та ресурсів більш гнучким.

Економічний аспект вартості

Вартість обладнання

На сьогоднішній день обладнання для передачі змінного струму, таке як трансформатори, виплючники, автомати та інші технології, є зрілими, а вартість виробництва відносно низька. Обладнання конверторної станції в системі передачі постійного струму є складним, включає конверторні клапани, DC-фільтри, плоскі реактори тощо, і вартість його висока.

Наприклад, вартість будівництва конверторної станції ВВПС може бути в кілька разів більшою, ніж вартість еквівалентної підстанції змінного струму.

Вартість обслуговування

Після довготривалого розвитку та застосування обладнання для передачі змінного струму, технології обслуговування є відносно зрілими, а вартість обслуговування низька. Вимоги до обслуговування обладнання систем передачі постійного струму високі, вимагають професійних техніків та спеціальне тестувальне обладнання, і вартість обслуговування висока.

Застосування

• Довготривала передача великого обсягу: Для довготривалої (понад кілька сотень кілометрів) передачі великого обсягу, втрати на лініях передачі ВВПС відносно невеликі. Через відсутність індуктивних та ємнісних ефектів передачі змінного струму, немає проблеми з реактивною потужністю.

• Передача через підводні кабелі: При передачі через підводні кабелі, через те, що ємнісний струм AC-кабеля викликає значні втрати та підвищення напруги, а DC-кабель не має цієї проблеми, передача високого напруги постійного струму має значні переваги.