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你知道嗎？HVDC轉換器能讓電流從交流轉為直流，解決了哪些能源大挑戰？
高壓直流（HVDC）轉換器是一種將高壓交流（AC）電力轉換為高壓直流（DC）電力的技術，反之亦然。這項技術對於長距離傳輸電力或在不同頻率的交流電系統之間進行電能交互，帶來了革命性的變革。隨著全球對可再生能源需求的增加，HVDC轉換器的應用突顯了其在能源挑戰上的解決能力。
HVDC系統有能力以高達兩吉瓦（GW）的功率和高達900千伏（kV）的電壓傳輸電力。
HVDC轉換器的設計使其可以在一個完整的轉換站中，實現多個轉換器的串聯和並聯配置，達到總系統直流電壓高達1100 kV的能力。幾乎所有的HVDC轉換器都是雙向的，可以在交流和直流之間進行轉換，這一特性使其在國際電力貿易中得到了廣泛應用，例如英法之間的跨海電力聯繫。
HVDC系統通常包含至少一個作為整流器的轉換器和至少一個作為逆變器的轉換器。根據應用需求，一些HVDC系統將其雙向特性充分發揮到極致，而另一些系統則可能優化為僅朝著一個方向的電力流動。
HVDC轉換器的類型
HVDC轉換器有多種形式，最早的系統是基於旋轉轉換器，這些系統在1930年代之前運行。而自1940年代以來，幾乎所有的HVDC系統都採用了靜態轉換器，即電子轉換器。這些電子轉換器又可分為兩類：線換相轉換器（HVDC經典型）和電壓源轉換器（VSC）。
線換相轉換器使用的元件只能被觸發開啟，而電壓源轉換器則可以開啟和關閉。
隨著可再生能源技術（如風能和太陽能）的快速發展，對電壓源轉換器的需求日益上升。這些轉換器主要用於與薄弱的交流系統互連，或在日後可能擴展為多端HVDC系統。
早期的電動機發電機組連接在直流側串聯和交流側並聯的系統，將交流電轉換為直流電。隨著時間的推移，研究者們贏得了靜態替代方案的土壤，進而提升了能效。
線換相轉換器與電壓源轉換器的比較
經典的線換相轉換器是市場上主要的HVDC系統，通過讓交流系統的電壓影響開關元件的切換。在當前操作中，這些轉換器能夠以較高的效率輸送大量的電能。
HVDC系統的設計使電流不改變方向，透過大電感治具幾乎保持恆定。
與此同時，電壓源轉換器則增加了控制的度數，並能夠更靈活地運用。這使它們能滿足當今對網絡品質和靈活性的高要求，尤其是在風能等可再生能源的接入方面。
HVDC的未來與挑戰
隨著能源需求的不斷增加和各國對於減少碳排放的承諾加深，HVDC技術的重要性也在隨之增強。將HVDC系統與智能電網整合，加快能與可再生能源的融合，將成為未來的主要挑戰所在。
隨著更多的新型轉換器技術的研發進一步深化，未來的HVDC系統必將具備更高的效率和更佳的可靠性。進一步發展的重點將集中於如何減少能耗及優化儲能技術，以應對變化不居的需求。
HVDC轉換器是否能真正引領全球能源轉型，解決未來電力系統面臨的挑戰？
