Beim Schalten in HGÜ-Systemen (Hochspannungs-Gleichstrom) handelt es sich um den Vorgang, bei dem die Richtung des Stromflusses im System gesteuert wird, um die ordnungsgemäße Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt sicherzustellen. Im Zusammenhang mit netzgeführten Umrichtern (Line-Commutated Converters, LCCs) ist das Schalten eine entscheidende Funktion, bei der Halbleiterbauelemente wie Thyristoren geschaltet werden, um den Stromfluss zu steuern und einen stabilen Betrieb aufrechtzuerhalten. Das Schalten stellt sicher, dass die Wandlerschaltungen effizient arbeiten und dass die Leistung korrekt zwischen den Wechselstrom- und Gleichstromsystemen übertragen wird, was eine effiziente Übertragung über große Entfernungen ermöglicht.
HGÜ (Hochspannungsgleichstrom) funktioniert durch die Übertragung elektrischer Energie als Gleichstrom (DC) und nicht als Wechselstrom (AC). Der Prozess beginnt mit der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom mithilfe eines Gleichrichters am sendenden Ende der Übertragungsleitung. Gleichstrom wird dann über große Entfernungen mit minimalen Verlusten übertragen, da es keine Blindleistungsprobleme gibt. Auf der Empfangsseite wandelt ein weiterer Wandler, meist ein Wechselrichter, den Gleichstrom wieder in Wechselstrom zur lokalen Verteilung um. Diese Methode ermöglicht eine effiziente Übertragung über große Entfernungen und eine bessere Kontrolle des Leistungsflusses und der Spannungsstabilität.
Gleichstrom kann über große Entfernungen transportiert werden, ist jedoch aufgrund mehrerer Faktoren für herkömmliche elektrische Systeme im Allgemeinen weniger praktisch als Wechselstrom. Die Wechselstromübertragung profitiert von einfacheren transformatorbasierten Spannungseinstellungen, die für eine effiziente Fernübertragung unerlässlich sind. Die HGÜ-Technologie hat diese Einschränkungen jedoch überwunden, indem sie effiziente Umwandlungssysteme bereitstellt, die Verluste über große Entfernungen minimieren, wodurch sie für bestimmte Anwendungen geeignet ist, bei denen die Wechselstromübertragung weniger effizient wäre.
Gleichstrom wird für die Fernübertragung vor allem deshalb verwendet, weil er im Hinblick auf den Wirkungsgrad deutliche Vorteile gegenüber Wechselstrom bietet. HGÜ-Systeme minimieren Leitungsverluste, indem sie Blindleistungsprobleme beseitigen, die die Wechselstromübertragung über große Entfernungen beeinträchtigen. Darüber hinaus ermöglicht Gleichstrom eine bessere Kontrolle des Stromflusses und der Spannungsstabilität und eignet sich daher ideal für den Anschluss entfernter Stromquellen, wie z. B. Anlagen für erneuerbare Energien, an entfernte Verteilungszentren. Die HGÜ-Technologie erleichtert auch die Verbindung asynchroner Stromnetze und reduziert die Komplexität großer Übertragungsnetze.
Um Energieverluste zu minimieren, wird Strom über weite Strecken mithilfe von Hochspannungsleitungen transportiert. Bei diesem Verfahren wird die Spannung an der Erzeugungsquelle mithilfe von Transformatoren erhöht, um den Strom und damit die Widerstandsverluste in den Leitern zu verringern. Hochspannungsstrom wird über Übertragungsleitungen zu Umspannwerken transportiert, wo die Spannung für die lokale Verteilung reduziert wird. Bei der HGÜ wird Strom zur effizienten Übertragung über große Entfernungen von Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt und dann am Empfangsende zur Verteilung wieder in Wechselstrom umgewandelt. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Strom effizient über große Entfernungen geliefert wird, um den Bedarf zu decken.
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