В современной электроэнергетике возникают задачи увеличения пропускной способности линий электропередач (ЛЭП), гибкого управления их режимами, а также перераспределения потоков мощности между параллельными сечениями. Одним из возможных решений является перевод двухцепной электропередачи переменного тока (ДП) на постоянный с применением концевых подстанций на базе преобразователей напряжения (ПН). При этом ЛЭП остается без изменений. Информации о том, как определяются параметры реконструированной передачи, а также сравнения ее параметров с параметрами двухцепной электропередачи переменного тока нет. Поэтому при переводе ДП на постоянный сначала рассмотрим, как найти параметры такой передачи, выполненной на базе ПН (ППТН), а затем определим возможные длительные, рабочие и допустимые режимы, и сравним их исходной двухцепной.
В нормальном режиме работы номинальный ток каждой из цепей ДП определяется сечением проводов, которое обычно выбирается по загрузке ЛЭП в максимальном режиме, исходя из экономической плотности тока. На рис. 1 приведены P–Q диаграммы для электропередачи переменного тока при номинальном токе передачи I н и длительно допустимом по нагреву проводов I доп.
ППТН – это линия электропередачи и концевые подстанции: выпрямительная и инверторная (рис. 2). Преобразователи на подстанциях идентичны и на вновь вводимых электропередачах выполняются обычно по схеме трехуровневого преобразователя напряжения с комбинированным фазовым и широтно-импульсным управлением. Такие преобразователи работают в любом из четырех квадрантов мощности, создавая в узлах примыкания к сети переменные напряжения с регулируемыми амплитудой и фазой. Они существенно улучшают качество напряжения и тока в узлах примыкания ППТН к энергосистемам [2]. В этом состоит основное положительное функциональное отличие ППТН от электропередач постоянного тока на базе преобразователей тока с фазовым регулированием, в которых переменные напряжения на концевых подстанциях определяются сетевыми напряжениями, обеспечивающими коммутацию вентилей. Эти преобразователи работают только с потреблением реактивной мощности из примыкающей сети, причем величина потребляемой реактивной мощности определяется параметрами режима электропередачи.