海底ケーブルや地上送電線を用いて長距離にわたり直流で大規模な電力送電を行うのが高電圧直流送電です。この種の送電は、コスト、損失、その他の多くの要因を考えると、非常に長い距離での交流送電よりも好まれます。このような送電はしばしば「電力スーパーハイウェイ」または「パワースーパーハイウェイ」と呼ばれます。HVDCとも呼ばれます。
HVDC送電システム
発電所で生成された交流電力は、まず直流に変換する必要があります。この変換は整流器を使用して行われます。直流電力は地上線を通って流れます。ユーザー側では、この直流を再び交流に変換する必要があります。そのためには、インバータが受電側に設置されます。
したがって、HVDC変電所の一端には整流端末があり、もう一端には逆変換端末があります。送電側とユーザー側の電力は常に等しい（入力電力 = 出力電力）です。
両端にコンバータ駅があり、単一の送電線を持つものを二端子DCシステムと呼びます。複数のコンバータ駅とDC送電線を持つものは多端子DC変電所と呼ばれます。
以下にHVDC送電システムの構成要素とその機能を説明します。
コンバータ：ACからDCへの変換とDCからACへの変換はコンバータによって行われます。これはトランスフォーマーとバルブブリッジを含みます。
スムージングリアクター：各極には直列に接続されたインダクタが含まれています。これはインバータでの共鳴故障を防ぎ、高調波を減らし、負荷に対する電流の途絶を避けるために使用されます。
電極：これらは実際に導体であり、システムを地面に接続するために使用されます。
高調波フィルター：これは使用されるコンバータの電圧と電流の高調波を最小限に抑えるために使用されます。
DC線路：これはケーブルまたは地上線路である可能性があります。
無効電力供給：コンバータが使用する無効電力は、転送される有効電力の50％以上になることがあります。そのため、シャントコンデンサがこの無効電力を提供します。
AC回路遮断機：トランスフォーマーの障害は回路遮断機によって解消されます。また、DCリンクを切断するためにも使用されます。
HVDCシステム構成
HVDCリンクの分類は以下の通りです：
モノポーラリンク
単一の導体が必要で、水または地面が返還経路として機能します。地表面抵抗が高い場合、金属製の返還経路が使用されます。
バイポーラリンク
各端末には同じ電圧評価の二重コンバータを使用します。コンバータ結合部は接地されています。
ホモポーラリンク
これは通常負の極性を持つ2つ以上の導体からなります。地面が返還経路です。
マルチターミナルリンク
これは2つ以上の点を接続するために使用され、あまり一般的ではありません。
HVACとHVDC送電システムの比較
HVDC送電システム |
HVAC送電システム |
損失が少ない。 |
皮膚効果とコロナ放電により損失が多い。 |
優れた電圧調整と制御能力。 |
電圧調整と制御能力が低い。 |
より長い距離でより多くの電力を送信できる。 |
HVDCシステムと比較して少ない電力を送信する。 |
必要な絶縁が少ない。 |
必要な絶縁が多い。 |
信頼性が高い。 |
信頼性が低い。 |
非同期接続が可能。 |
著者へのチップと励まし
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