Mkeith 已经回答了这个问题,即高压直流配电的主要缺点是什么。helloworld922 对此的“反回答”(目前投票最多的答案)指向使用/使用 HVDC 的一堆案例的方向。所有这些工程师不可能疯了,所以我认为在 HVDC 有意义的时候在这里实际解释一下很重要。(顺便说一句,这将是一个比 OP 提出的更好的问题。)
首先,在某些情况下 AC 几乎是不可行的。这包括连接彼此异步运行的交流电网,例如连接 50 和 60 Hz 系统;例如,它发生在日本:东日本使用 50Hz,西日本使用 60Hz。实际上,还有一些小众应用,其中 HVDC 是唯一合理的选择,但对于新手来说,几句话并不容易解释。如果您想要更详细的列表(带有真实示例),Delea 和 Casazza 的理解电力系统有更长的列表。
撇开这些小众案例不谈,我认为重要的是要强调总成本优化在决定交流或直流应该是电力线的传输方法时,可以(实际上应该)执行。两个主要因素是线路本身的成本(电缆、塔,如果适用,例如不是海底)和终端的成本。通常,直流传输电缆的成本低于三相交流等效功率的电缆。发生这种情况的原因很容易解释:与三相交流相比,直流所需的电线更少,但交流电线的绝缘(这可能只是气隙,但这会转化为塔架成本)需要承受峰值 AC 值,而您只能从 AC 传输“RMS 功率”(更准确地说,对应于 RMS 电压的平均功率)中受益。另一方面,HVDC 的终端电力电子设备成本高于交流变压器,
这种总成本优化实际上为您提供了当今 HVDC 的主要应用:长距离传输大量电力(也就是说,没有分接/中断)。HVDC 比 AC 更经济的典型值是在 500 多公里内传输超过 500MW(根据 Delea 和 Casazza)。维基百科列表中的许多(如果不是大多数)示例(链接在 helloworld922 的答案中)就是这种类型。这样的例子来自中国、加拿大或澳大利亚,这不足为奇。在欧洲,大部分中/大型高压直流输电线路都是海底电缆。
下面是一个合成(意味着教科书级别而不是现实世界)优化示例对于预定功率级别的样子,因此其中仅绘制了成本与传输距离的关系;它摘自 Kim 等人。高压直流输电,第一章免费提供。
从具体的成本角度来看,这里有一些值(根据Larruskain 等人的说法),用于接近制造 HVDC 终端组件的最低功率:
- 晶闸管变流器,50 MW,100kV。每单位价值约为:500 欧元/千瓦
- IGBT 转换器对,50 MW,+/-84kV。大约每单位价值是:150 欧元/千瓦
- 变压器,50 MVA,69kV/138kV。每单位价值约为:7.5 EUR/kVA
鉴于 50 MW 的整流器和变压器之间的价格比为 20 倍至 60 倍,很明显为什么 HVDC 不会缩减到更低功率。