直流输电系统由整流站、直流线路和逆变站三部分组成,如图1所示。
整流站和逆变站统称为换流站。换流站的主要设备是换流器,其作用是实现交流电与直流电的相互转换。换流器可分为整流器和逆变器。
换流器由一个或多个换流桥串联或并联组成。每个桥臂具有可控的单向导通能力,所以又称为阀或阀臂。
直流输电系统的工作过程:由交流系统I(送电端)送出交流功率给整流站的交流母线,经换流变压器送到整流器,整流器将交流功率变换成直流功率,然后由直流线路把直流功率输送给逆变站内的逆变器,逆变器将直流功率变换成交流功率,再经换流变压器,把交流功率送人到受电端的交流系统II。
如图2所示,设整流站的直流输出电压为Ud1,逆变站的直流输出电压为Ud2,直流线路总电阻为R。当Ud1>Ud2 时,有直流电沿着图2中Id的方向流动。
调节直流输电系统使Ud1<Ud2,并使两侧直流电压的极性反转称为潮流反转,如图所示。虽然电流的流向没有发生变化,但潮流已转变为由交流系统II向交流系统I输送电力。整流站和逆变站的换流器是相同的设备,只是运行状态不同而已。换流器在整流运行状态时,它的直流电压正方向与在逆变运行状态时相反,这是靠改变触发相位来实现的。