Hoogspanningsgelijkstroom

Een hoogspanningsgelijkstroom (HVDC) is een transmissiesysteem dat gebruik maakt van gelijkstroom (DC) om elektriciteit te transporteren. Het is efficiënter over lange afstanden dan de gebruikelijke hoogspanningswisselstroom (HVAC).

HVDC transmissielijn in Canada

Bestaande verbindingen In aanbouw Voorgesteld Veel van deze verbindingen brengen stroom over uit hernieuwbare bronnen zoals waterkracht en wind.

Geschiedenis

HVDC werd voor het eerst gedemonstreerd in 1882 in Duitsland. De technologie werd in de jaren dertig verder ontwikkeld in Zweden en nazi-Duitsland. De eerste commerciële toepassingen vonden plaats in de Sovjet-Unie en Zweden in 1951.

Technische details

Converter

De converter in een HVDC-systeem zet wisselstroom om in gelijkstroom of omgekeerd. Als hij AC in DC omzet, werkt hij als een gelijkrichter. Bij de omzetting van DC naar AC fungeert hij als omvormer.

Soorten HVDC-omvormers:

Lijnomvormers (LCC)
Spanningsbronomvormers (VSC)

Omvormer

De transformator in het converterstation zorgt ervoor dat het station geïsoleerd is van het op het HVDC-systeem aangesloten wisselstroomsysteem. Hij zorgt ook voor het juiste spanningsniveau dat zal worden omgezet in gelijkspanning.

Harmonisch filter

Omdat in elektronische apparatuur altijd harmonischen worden geproduceerd, worden harmonische filters gebruikt aan de AC-aansluiting van de converter. De DC harmonische filters kunnen ook worden gebruikt op de DC lijn na de AC/DC conversie.

Elektrode

De elektrode biedt een aardretourweg voor lijnstroom in monopolaire configuratie en ongebalanceerde stroom in bipolaire configuratie.

HVDC converter transformator

HVDC-omvormer

Configuraties

Monopole

In een HVDC-monopoolconfiguratie is een van de klemmen van de gelijkrichter verbonden met de aarde. De andere klem is verbonden met de transmissielijn. De geaarde klem kan door middel van een tweede geleider worden verbonden met de overeenkomstige aansluiting in het inverteringsstation.

Bipolair

In een bipolaire HVDC-configuratie wordt een paar geleiders gebruikt, elk met een hoog potentiaal ten opzichte van aarde in tegengestelde polariteit. De gelijkstroom vloeit via de positieve pool en keert terug via de negatieve pool. Het verbindingspunt tussen de positieve en negatieve pool is geaard.

In deze configuratie loopt er vrijwel geen aard- of neutraalstroom. Wanneer een pool is gebroken, is de helft van zijn overdrachtscapaciteit nog beschikbaar.

Back-to-Back

Een back-to-back HVDC-station is een HVDC-station waarin beide converters zich in hetzelfde gebouw bevinden en waarbij de lengte van de gelijkstroomleiding zo kort mogelijk wordt gehouden.

HVDC bipolaire configuratie

HVDC-monopoolconfiguratie

Voordelen en nadelen

Voordelen

HVDC is economischer dan HVAC om grote hoeveelheden stroom over lange afstanden te transporteren.
HVDC-lijnen hebben minder geleiders nodig dan HVAC-lijnen
HVDC-lijnen gebruiken dunnere geleiders voor dezelfde hoeveelheid vermogen die in HVAC-lijnen wordt overgedragen, omdat HVDC-lijnen geen skin-effecten hebben.
HVDC-systemen kunnen stroom overbrengen tussen verschillende AC-frequentiesystemen
Ondergrondse of onderzeese HVDC-lijnen hebben geen lijncapaciteit zoals HVAC, en hebben dus geen lastspoelen nodig.

Nadelen

HVDC-systemen hebben een lagere beschikbaarheid dan HVAC-systemen
De vereiste converterstations voor HVDC zijn duur en hebben een beperkte overbelastingscapaciteit.
Bij kortere transmissielijnafstanden zullen HVDC-omzetstations meer verlies vertonen dan HVAC-systemen van gelijke afstand
HVDC stroomonderbrekers zijn moeilijker te bouwen dan HVAC stroomonderbrekers.
Voor de exploitatie van HVDC-systemen moeten meer reserveonderdelen worden bewaard dan voor HVAC-systemen.
HVDC-technologie verandert sneller en is minder gestandaardiseerd dan HVAC-technologie.

HVDC installaties

Australië: Vasteland Australië-Tasmanië
Canada: New England-Quebec
China: Shanghai-Xiangjiaba
Rusland: Moskou-Kashira
Zweden: Vasteland Zweden-Gotland

Vragen en antwoorden

V: Wat is een hoogspanningsgelijkstroom?

A: Een hoogspanningsgelijkstroom is een transmissiesysteem dat gelijkstroom (DC) gebruikt om elektriciteit te transporteren.

V: Waarin verschilt een hoogspanningsgelijkstroom van een wisselstroom?

A: Hoogspanningsgelijkstroom is efficiënter over lange afstanden dan de gebruikelijke hoogspanningswisselstroom (HVAC).

V: Wat is het voordeel van het gebruik van hoogspanningsgelijkstroom?

A: Het voordeel van hoogspanningsgelijkstroom is dat het efficiënter is over lange afstanden.

V: Welk type stroom gebruikt een hoogspanningsgelijkstroom?

A: Een hoogspanningsgelijkstroom gebruikt gelijkstroom (DC).

V: Waarom is een hoogspanningsgelijkstroom efficiënter over lange afstanden?

A: Hoogspanningsgelijkstroom is efficiënter over lange afstanden omdat er minder energie verloren gaat.

V: Wat wordt meestal gebruikt om elektriciteit over lange afstanden te transporteren?

A: Meestal wordt hoogspanningswisselstroom (HVAC) gebruikt om elektriciteit over lange afstanden te transporteren.

V: Waar staat HVDC voor?

A: HVDC staat voor hoogspanningsgelijkstroom.