据美国能源信息管理局计算，2014年美国能源的均匀零售价格为10.44美分/千瓦时，估计输配电损耗为5%。这一损耗值好像很低，可是你有必要考虑到美国的总净发电功率是4.1万亿兆瓦时。在这种情况下，5%的损耗意味着超越2000亿千瓦时和210亿美元的丢失，因而尽力改进电力传输办法成为了咱们的优先事项。
高压直流(HVDC)输电是为削减输配电损耗而施行的解决方案之一。为什么HVDC比惯例沟通输电更高效呢?HVDC输电线路的损耗比相同电压的AC线路少30-50%。当电压和电流变得异相时，HVDC能够进步功率因数。因为DC没有与其相关的频率，所以它不受集肤效应的影响，能够下降经过线路传输的总功率。当电流密度会集在外表或“外肤方位”时，会产生集肤效应，而且当其朝导体中心移动时会逐渐稀少。沿外表的电流密度越高，AC的有用电阻也就越高。HVDC还进步了网络的可靠性。某些类型的HVDC站能够协助安稳异步网络。
那么这么很多的电力怎么从全国范围内传输到你家呢?电力首先从源开端，被传输到换流站，在整流为DC电压前，AC在这里被晋级至所需电压。然后，电力能够作为HVDC经过远距离转移到另一个换流站，在那里被从头转换为AC，某些类型的换流站具有操控有功和无功功率的增值效益。然后变压器将AC电力进步到所需的电压，以依据需要将电压传输和配送到家庭和/或工厂。图1展现了这一完好进程。
图1：传输进程(输电线路图片由美国杜克公司供给)
最常见的换流站类型是电网换相换流器(LCC)和电压源换流器(VSC)。
电网换相换流器
现在运转的大多数HVDC体系选用LCC拓扑。LCC的功率稍高于VSC，能够传输更大数量的电力。其典型电压电平为450kV或500kV;但是，我国有几条800kV的线路。因为选用脉宽调制(PWM)技能，LCC不会像VSC那样呈现开关损耗。LCC运用晶闸管作为开关设备。多个晶闸管串联成三相整流器的单支线路，即构成了所谓的“阀”。
因为晶闸管只能接通，不能断开，所以沟通电压会使晶闸管产生反向偏置并中止传导。因而，LCC中的晶闸管取决于电网AC侧用于换流的功率。在晶闸管正向偏置后导通时的延时决议了相位角推迟(触发角)。晶闸管的相位角推迟完成了沟通波的相位角操控。
LCC有两种典型的架构：6脉冲桥和12脉冲桥。图2所示为6脉冲桥，其运用六个晶闸管阀：每个相位运用两个阀来传导正负电压波形。LCC的谐波呼应才能十分差。为了补偿这一点，经过将两个6脉冲桥串联构成12脉冲桥则能够改进谐波。
图2：LCC装备(图片由EE web供给)
经过剖析信号，能够操控进出换流器的波形。适当地剖析信号能够让体系知道电压和电流电平以及功率因数，而且有助于确认线路上是否存在任何毛病。维护继电器或智能电子设备(IED)能够剖析信号。请参见图3。
图3：信号解说
TI有几个介绍信号剖析办法的规划攻略。运用Delta-Sigma芯片确诊来丈量维护继电器中AC电压和电流的参阅规划评论了怎么经过运用电流互感器、分压器或罗戈夫斯基线圈来收集输出信号。然后，该信号由阻隔和非阻隔运算放大器进行调理，以添加振幅，按捺任何共模电压和噪声。然后由ADC剖析经调理的信号。从ADC取得的数字化信息被传递到MCU进行解说。依据波形确认的信息反馈到换流器的操控设备，然后将对不断改变的相位和电压电平进行调整以坚持安稳性。
本文章系列的第二部分将评论VSC及其优势，并将其与LCC进行比较。
请持续重视本两部分博客系列的第二部分，其中将评论电压源换流器(VSC)。
