Многие годы концевые подстанции передачи постоянного тока (ППТ) выполнялись на базе двухмостовых преобразователей тока с фазовым регулированием. И выпрямительная, и инверторная подстанции потребляли реактивную мощность, величина которой зависела от глубины регулирования [1, 2]. Это требовало установ ки источников реактивной мощности на концевых подстанциях. Регулирование и напряжения, и реактивной мощности в примыкающих сетях затруднялось, а в длительных режимах функция ППТ сводилась только к электропередаче активной мощности. Быстродействие регулирования расширяло функции таких ППТ в аварийных режимах примыкающих сетей.
С конца XX века на ППТ и вставках постоянного тока (ВПТ) начали широко применяться силовые транзисторы IGBT, тиристоры GTO и IGCT, которые можно не только включать, но и выключать по цепи управления. В этих случаях концевые подстанции выполняются на базе преобразователей напряжения [2, 4–9], что приводит к существенному изменению функций современных передач и вставок постоянного тока.
Преобразователь напряжения (ПН) позволяет генерировать переменное напряжение заданной амплитуды и фазы независимо от вектора сетевого напряжения, обуславливая протекание активного и реактивного тока в любом направлении. Это означает, что ПН может работать во всех четырех квадрантах мощности. Кроме того, преобразователи на концевых подстанциях могут регулировать напряжение в примыкающих узлах энергосистемы независимо друг от друга, т. е. они, кроме преобразования активной мощности на концевых подстанциях, выполняют функции двух СТАТКОМов, предоставляя передаче постоянного тока большие возможности по регулированию напряжений и потоков мощностей в длительных режимах энергосистемы.
Система управления ППТ на базе ПН. Базовая структура регуляторов ППТН и ВПТН (рис. 1) учитывает особенности функциональных возможностей ПН их концевых подстанций. На каждой из двух преобразовательных подстанций возможно регулирование на стороне переменного и постоянного тока: на одной подстанции регулируется активная мощность, на другой – выпрямленное напряжение. На стороне переменного тока преобразователи действуют независимо друг от друга и регулируют напряжение либо реактивную мощность в примыкающих узлах энергосистемы. При регулировании учитываются ограничения по полному току в вентилях и генерируемому переменному напряжению ПН [4].