В настоящее время существует два подхода к электроснабжению: на переменном токе с использованием линий электропередачи (ЛЭП) и на постоянном токе с использованием передач постоянного тока (ППТ), которые освещены в [1–3]. На рис. 1 приведена принципиальная схема способов электроснабжения: А – с помощью ЛЭП, В – с помощью ППТ. На рис. 1 принимаются следующие обозначения: 1 – генераторы источника; 2 – трансформаторы источника; 3 – трансформаторы потребителя; 4 – потребитель; 5 – выпрямитель; 6 – инвертор.
Структурно в схеме А трансформаторы 2 и 3 вместе с примыкающим электрооборудованием образуют подстанции (ПС) обычно высокого напряжения (ВН), которые соединяются с помощью ЛЭП ВН. В схеме В: преобразовательная подстанция выпрямителя образована элементами 2 и 5, а преобразовательная подстанция инвертора элементами 3 и 6. Эти подстанции соединяются ЛЭП постоянного тока, которая может выполняться либо в виде воздушной линии (ВЛ), либо кабельной линии (КЛ). В свою очередь преобразовательные подстанции могут выполняться либо на тиристорах, либо на IGBT-транзисторах, которые описаны в [4–6].
В нашей стране и в мире преимущественно используются ЛЭП переменного тока. Однако рост потребления электроэнергии и передача ее на значительные расстояния затрудняет использование ЛЭП переменного тока. В связи с этим в мире все большее распространение получают передачи электроэнергии с применением ППТ. В качестве альтернативы ЛЭП переменного тока на большое расстояние можно рассматривать ППТ с использованием ВЛ постоянного напряжения (ПТ). Такие ВЛ ПТ обладают следующими преимуществами:
• Протяженность ВЛ ПТ не влияет на передаваемую мощность, при этом ее максимальное значение существенно выше, чем у ЛЭП переменного напряжения.
• Статическую устойчивость можно не принимать во внимание.
• Нет необходимости синхронизировать по частоте связанные энергосистемы.
• Можно организовать передачу электроэнергии по двухпроводной или однопроводной линии, что существенно упрощает конструкцию.