Højspændingsdirektestrømsoverførsel

Definition af HVDC-overførsel

HVDC-overførsel er metoden for at overføre elektricitet i DC-form over lange afstande ved hjælp af enten havkabler eller luftledninger.

 Omvandling og komponenter

HVDC-overførselsystemet bruger rektifikatorer og invertere til at konvertere AC til DC og omvendt, med komponenter som udjævningsreaktorer og harmoniske filtre for at sikre stabilitet og reducere støj.

 HVDC-overførselsystem

Vi ved, at AC-strøm produceres på genereringsstationen. Dette skal først konverteres til DC. Konverteringen sker med hjælp fra en rektifikator. DC-strømmen vil strømme gennem luftledningerne. På modtagerens side skal denne DC konverteres tilbage til AC. Derfor placeres en inverter på modtagersiden.

 Dermed vil der være en rektifikator-terminal på den ene ende af HVDC-understations og en inverter-terminal på den anden ende. Effekten på afsenderens side og modtagerens side vil altid være ens (Indgående effekt = Udgående effekt).

 Når der er to konverterstations på begge ender og en enkelt overførselslinje, kaldes det et toterminal-DC-system. Når der er to eller flere konverterstations og DC-overførselslinjer, kaldes det et flerterminal-DC-understation.

Komponenterne i HVDC-overførselsystemet og deres funktion er forklaret nedenfor.

Konvertere: AC til DC og DC til AC-konvertering udføres af konverterne. Det inkluderer transformatorer og ventilbroer.

Udjævningsreaktorer: Hver pol består af udjævningsreaktorer, som er induktorer forbundet i serie med pollen. De bruges til at undgå kommutationsfejl i invertere, reducerer harmoniske og undgår afbrydelse af strøm til belastninger.

Elektroder: De er faktisk ledere, der bruges til at forbinde systemet med jorden.

Harmoniske filtre: De bruges til at minimere harmonikker i spænding og strøm i de anvendte konvertere.

 DC-linjer: Det kan være kabler eller luftledninger.

Reaktiv effekt-forsyninger: Den reaktive effekt, der anvendes af konverterne, kan være mere end 50% af den samlede overførte aktive effekt. Så parallelle kondensatorer leverer denne reaktive effekt.

AC-brydere: Fejl i transformatorerne ryddes op af bryderne. De bruges også til at afkoble DC-forbindelsen.

Forbindelsestyper

• Unipolar forbindelse

• Bipolar forbindelse

• Homopolar forbindelse

 En enkeltleder er nødvendig, og vand eller jord fungerer som returvej. Hvis jordens resistivitet er høj, bruges en metalretur.

Dubbelkonvertere med samme spændingsniveau bruges på hver terminal. Konverterknudepunkterne er jordet.

 Det består af mere end to lederer, der har lige polaritet, normalt negativ. Jorden er returvejen.

Flerterminal forbindelser

De bruges til at forbinde mere end to punkter og anvendes sjældent.

Sammenligning af både HVAC- og HVDC-overførselsystemer

 Effektivitetsfordel

• Konvertere med lille overlastskapacitet anvendes.

• Brydere, konvertere og AC-filtre er dyre, især for kortafstands-overførsel.

• Ingen transformatorer til at ændre spændingsniveauet.

• HVDC-forbindelsen er ekstremt kompleks.

• Ukontrollerbar effektstrøm.

Praktiske anvendelser

• Havunder- og underjordiske kabler

• AC-netværksforbindelser

• Interconnecting Asynkrone systemer