
การส่งผ่านกระแสไฟฟ้าในรูปแบบของ DC ผ่านระยะทางไกลโดยใช้สายเคเบิลใต้น้ำหรือสายส่งไฟฟ้าทางอากาศเป็นการส่งผ่านกระแสไฟฟ้าแรงดันสูงแบบตรง (HVDC) วิธีการส่งผ่านนี้มักจะได้รับความนิยมมากกว่าการส่งผ่านแบบ AC เมื่อพิจารณาถึงต้นทุน การสูญเสีย และปัจจัยอื่นๆ ชื่อ Electrical superhighway หรือ Power superhighway มักใช้เรียก HVDC นั่นเอง
เราทราบว่าพลังงานไฟฟ้า AC ถูกสร้างขึ้นในสถานีกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งต้องทำการแปลงเป็น DC ก่อน กระบวนการแปลงนี้ทำโดยใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (rectifier) กระแสไฟฟ้า DC จะไหลผ่านสายส่งไฟฟ้าทางอากาศ ที่ปลายทางของผู้ใช้ กระแสไฟฟ้า DC นี้จะต้องถูกแปลงกลับเป็น AC โดยใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (inverter) ที่ปลายทางผู้ใช้
ดังนั้น จะมีเทอร์มินอลเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (rectifier) อยู่ที่ปลายทางหนึ่งของสถานี HVDC และเทอร์มินอลเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (inverter) อยู่ที่ปลายทางอีกข้างหนึ่ง กำลังไฟฟ้าที่ส่งออกและกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจะเท่ากันเสมอ (กำลังไฟฟ้าขาเข้า = กำลังไฟฟ้าขาออก)
เมื่อมีสถานีแปลงกระแสไฟฟ้าทั้งสองข้างและมีสายส่งไฟฟ้าเพียงสายเดียว เรียกว่าระบบสองเทอร์มินอล เมื่อมีสถานีแปลงกระแสไฟฟ้าสองแห่งขึ้นไปและสายส่งไฟฟ้า DC หลายสาย เรียกว่าสถานีหลายเทอร์มินอล
องค์ประกอบของระบบ การส่งผ่าน HVDC และฟังก์ชันของแต่ละองค์ประกอบมีดังนี้
เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า: การแปลงจาก AC เป็น DC และจาก DC เป็น AC ทำโดยเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า ซึ่งรวมถึง หม้อแปลง และวงจรวาล์ว
ตัวกรองกระแสไฟฟ้า: แต่ละขั้วมีตัวกรองกระแสไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขั้ว ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการล้มเหลวในการสลับขั้ว ลด ฮาร์โมนิก และป้องกันการหยุดชะงักของกระแสไฟฟ้าสำหรับโหลด
อิเล็กโทรด: ใช้เป็น ตัวนำ เพื่อเชื่อมต่อระบบกับพื้นดิน
ตัวกรองฮาร์โมนิก: ใช้เพื่อลดฮาร์โมนิกใน แรงดัน และ กระแส ของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าที่ใช้
สายส่ง DC: อาจเป็นสายเคเบิลหรือสายส่งทางอากาศ
แหล่งพลังงานปฏิบัติการ: พลังงานปฏิบัติการที่เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าใช้สามารถมากกว่า 50% ของพลังงานที่ส่งผ่านทั้งหมด ดังนั้น ตัวเก็บประจุขนาน จึงให้พลังงานปฏิบัติการนี้
ตัวตัดวงจร AC: ตัวตัดวงจรใช้ในการแก้ไข ข้อผิดพลาดในหม้อแปลง และใช้ในการตัดการเชื่อมโยง DC
การจำแนกประเภทของลิงค์ HVDC ดังนี้
ต้องการคอนดักเตอร์เดียว และน้ำหรือพื้นดินจะเป็นทางกลับ หากความต้านทานของพื้นดินสูง สามารถใช้คอนดักเตอร์โลหะแทน
ใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าสองตัวที่มีแรงดันเดียวกันในแต่ละเทอร์มินอล จุดเชื่อมต่อของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าจะต่อลงดิน
ประกอบด้วยคอนดักเตอร์มากกว่าสองตัวที่มีขั้วเดียวกันโดยทั่วไปคือขั้วลบ พื้นดินจะเป็นทางกลับ
ใช้ในการเชื่อมต่อจุดมากกว่าสองจุด และใช้ไม่บ่อยนัก