به سیستم انتقال توان الکتریکی از طریق خطوط DC فشار قوی گفته می شود که نسبت به سیستم جریان متناوب AC دارای برتری هایی است و چندین سال است که در تعدادی از کشور های جهان به منظور انتقال توان الکتریکی در فواصل طولانی از طریق کابل های هوایی و یا زیردریایی مورد استفاده قرار می گیرد.
تکنولوژی فشار قوی جریان مستقیم (HVDC) در مقایسه با سیستم متناوب AC دارای برتری هایی است. به عنوان مثال امکان انتقال حجم بسیار زیادی از توان الکتریکی را در فواصل طولانی به طور موثرتر فراهم می سازد. اگر چه هزینه یک مورد مهم در انجام پروژه ها می باشد ولی به دلیل مزیت هایی که این سیستم دارد می تواند به صرفه باشد. HVDC یکی از بخش های جدایی ناپذیر سیستم قدرت می باشد و پس از نصب، پایداری را بهبود می بخشد، قابل اعتماد است و دارای ظرفیت انتقال بالایی خواهد بود.
به طور معمول نیروگاه های برق، جریان متناوب (AC) تولید می کنند و بسیاری از بارهای الکتریکی از سیستم متناوب AC تغذیه می کنند. به همین دلیل اکثر خطوط انتقال موجود در سراسر دنیا از نوع AC هستند.
یکی از برتری های HVDC پرفایده بودن آن هنگام انتقال در فواصل طولانی است به طوری که برای فواصل بیش از ۳۰۰ مایل، خط DC به دلیل تلفات کمتر نسبت به AC گزینه بهتری خواهد بود.
بخش چالش برانگیز HVDC شاید تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم در سمت ارسال و عکس آن یعنی تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب در سمت دریافت باشد. زیرا مبدل های قدرتی که برای این منظور مورد استفاده قرار می گیرند پرهزینه هستند و فرآیند ساخت آن ها هزینه بر است. در ابتدا جریان AC باید به DC تبدیل شود تا فرآیند ارسال صورت گیرد. سپس زمانی که به مقصد مورد نظر رسید باید مجددا تبدیل به AC شود تا بتواند به شبکه تزریق شود و مورد استفاده قرار گیرد.
یک سیستم HVDC می تواند دو شبکه AC آسنکرون (ناهمسان) را به هم متصل سازد در حالی که اگر بخواهیم شبکه های AC را به هم متصل کنیم باید حتما سنکرون باشند (فرکانس و ولتاژ آن ها یکی باشد) که دستیابی به آن کمی سخت است. بنابراین از HVDC برای اتصال سیستم های AC بزرگ در بسیاری از نقاط جهان استفاده می شود.
به عنوان مثال شبکه قدرت Nordel در اسکاندیناوی با شبکه UCTE در اروپای غربی سنکرون نیست. حتی با وجود اینکه فرکانس نامی دو شبکه یکی است. همچنین سیستم قدرت شرق و غرب کشور آمریکا با هم سنکرون نیستند. به علاوه بین کشور ژاپن و آمریکای جنوبی که سیستم قدرت آن ها دارای فرکانس متفاوت (۵۰ و ۶۰ هرتز) است، ارتباط HVDC وجود دارد.
محدودیت تکنیکی برای میزان طول یک کابل HVDC وجود ندارد. در سیستم انتقال AC، فلوی توان راکتیو به واسطه کاپاسیتانس زیاد کابل، میزان حداکثر انتقال امکان پذیر را محدود می کند. با HVDC چنین محدودیت هایی وجود ندارد و به همین دلیل است که برای فواصل بسیار طولانی، HVDC گزینه مناسبی است !
کنترل پذیر بودن راحت توان اکتیو یکی از برتری های اساسی تکنولوژی HVDC است. در بسیاری موارد خط انتقال HVDC می تواند عملکرد سیستم قدرت AC را از طریق سهولت کنترل بهبود بخشد. کاربرد های کنترلی HVDC شامل ثابت نگه داشتن فرکانس، توزیع مجدد جریان برق در شبکه های AC، کاهش نوسانات توان های اکتیو و راکتیو در شبکه های AC و … می شود.
امروزه تکنولوژی پیشرفته نیمه هادی ها که هم در تریستور های قدرت و هم در ساخت ریزپردازنده ها مورد استفاده قرار می گیرند امکان کنترل سیستم HVDC را بسیار گسترده و نامحدود ساخته است. نرم افزار های مختلفی که در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند از این امکانات کنترلی پشتیبانی می کنند.
جریان های اتصال کوتاه شدید و بالا به عنوان یکی از معایب سیستم AC شناخه می شود. اما اگر نیروگاه های تولید برق با خط DC به بار متصل شوند شرایط متفاوت خواهد بود ! دلیل این است که اگر در یکی از دو شبکه AC اتصال کوتاهی رخ دهد، این جریان به شبکه دیگر منتقل نمی شود زیرا جریان اتصال کوتاه اغلب از نوع راکتیو بوده و خط DC توان راکتیو را منتقل نمی کند.
منابع : abb.com / powermag.com
