Gleichstromübertragung

Gleichstromübertragung, auch Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HVDC) genannt, bezeichnet die Übertragung elektrischer Leistung über direkte Gleichspannung mit hohen Spannungen. Sie wird eingesetzt, um lange Strecken zu überwinden, Unterseekabel zu realisieren oder Netze zu verbinden, die nicht synchron laufen oder unterschiedliche Frequenzen verwenden.

Das Grundprinzip besteht in zwei Umrichtern: am Netzende wird Wechselstrom durch einen Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt, am anderen Ende wieder in Wechselstrom. Zwischen beiden Enden liegt der Gleichstromlink. Historisch wurden lineare, thyristorgestützte Gleichrichter verwendet (LCC); moderne Systeme arbeiten oft mit spannungsgesteuerten Gleichrichtern, sogenannten VSCs, die auf Halbleitern wie IGBTs basieren und eine flexibelere Steuerung ermöglichen.

Zu den Vorteilen von HVDC gehören geringere Leitungsverluste über sehr große Distanzen, kein Blindstrom entlang der Übertragungsstrecke und die Eignung für Untersee- oder Erdkabel. HVDC ermöglicht die Verbindung von asynchronen Netzen, erleichtert die Integration großer Offshore-Windparks und erlaubt eine zielgerichtete Steuerung von Leistungsflüssen, ohne die Frequenz der Netze zu beeinflussen.

Zu den Nachteilen gehören höhere Investitionskosten, der Aufwand für Umrichterstationen und, bei LCC-Systemen, der Bedarf an zusätzlicher Blindleistung und Kompensation. VSC-Systeme bieten mehr Flexibilität und geringere Anforderungen an Netzstützung, erfordern aber fortschrittliche Halbleitertechnologie und kostenintensive Kühlsysteme.

HVDC wird weltweit in zahlreichen Projekten eingesetzt und deckt Spannungen von etwa 150 kV bis über 1000 kV sowie Leistungen von einigen hundert Megawatt bis hin zu mehreren Gigawatt ab. Betriebsvormen umfassen Point-to-Point-Verbindungen, Back-to-Back-Verbindungen zur Synchronisation von Netzen sowie Hybridlösungen.