hvdcとは？初心者にもわかる高電圧直流送電のしくみとメリット共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

hvdcとは？高電圧直流送電の基本

hvdcとは「高電圧直流送電（High Voltage Direct Current）」の略で、遠く離れた場所をつなぐ電力の道を作る技術です。直流は電流の流れが一定方向で、交流は方向が周期的に変わります。この性質の違いが、送電の距離・コスト・安定性に大きく影響します。

HVDCとHVACの違い

従来の送電は交流を使うHVACです。HVACは変圧が容易で配電網との接続がしやすい利点がありますが、長距離になると送電損失が増えやすい問題があります。これに対してHVDCは長距離・大容量の送電で有利になることがあり、特に海底ケーブルなどでよく使われます。

仕組みの基本

HVDCの心臓は「直流変換機（コンバータ）」と「逆変換機」です。送電端では交流を直流に変換して海底ケーブルを通し、受電端で再び交流に戻します。これらの変換は高速にスイッチングする半導体素子を使って行われ、出力電圧・周波数・位相を厳密に制御します。

主な部品

直流を作る部分は変換器、長い道を渡る直流導体、受け取る側の逆変換器です。現代のHVDCでは方式と方式の二つの設計があり、それぞれの利点が使い分けられます。VSC-HVDCは小規模〜中規模の系統接続に適しており、メンテナンスが容易です。

実際の利点と適用例

HVDCの主な利点は次の通りです。

長距離送電での効率化、海底ケーブルでの接続が可能、二つの送電系統を独立させつつ安定に結合できる、再エネ発電の連系にも適している、といった点です。実際の適用例としては、島嶼間・大陸間の連系、広域送電網のリンク、遠隔地の再生可能エネルギー源の有効活用があります。

デメリットと課題

一方でHVDCには初期投資が大きい、設備の複雑さから運用・保守が専門的である、災害時の復旧が難しくなる場合がある、などの課題もあります。とはいえ、長距離・大容量の需要が増える現在、適切な設計と運用でこれらのハードルは乗り越えられると考えられています。

歴史と現在の動向

HVDCの技術は60年代頃から実用化が進み、近年は高性能な半導体や制御アルゴリズムの発達により、以前より小規模な案件でも導入が進みました。世界各地で海底ケーブルの敷設プロジェクトが増え、再エネの普及とともにHVDCの需要は今後も増える見込みです。

具体的な利点と適用例の表

<th>特徴

長距離・大容量送電に向く	短距離には不利になることもある
コストと設置	初期費用は高いが運用コストが低い場合がある	小規模だとHVACの方が安いことが多い
適用例	海底ケーブル、離れた系統の連系	都市部の分配網にはHVACが主体

将来の展望

HVDCは再生可能エネルギーの増加にともなって、世界中の送電インフラで重要性を増しています。発電源の場所が多様化するほど、効率的に電力を運ぶ手段としてHVDCは欠かせない存在になるでしょう。新しいコンバータ技術や制御手法の進化は、運用コストの削減と信頼性の向上につながり、今後も導入が加速すると期待されています。

まとめ

hvdcは高電圧直流送電という強力な手段であり、長距離・大容量の電力伝送を現実的に可能にします。交流送電と比べて送電距離の拡大が容易であり、海底ケーブル・離れた発電源の接続などで重要な役割を果たします。今後も再生可能エネルギーの普及とともに、HVDCは世界の電力インフラの中核として更なる発展が期待されています。

hvdcの同意語

高電圧直流送電: HVDCの日本語表現の一つ。高い電圧を直流で送電する送電技術を指す。
高圧直流送電: 同義語。高電圧の直流を用いた送電方式のこと。
高電圧直流送電システム: HVDCを構成する発電機・コンバーター・送電線・整流・逆変換装置などを含む全体の送電系統。
高圧直流送電システム: 高電圧の直流を用いた送電を実現する全体のシステム。
直流送電: 直流による送電全般を指す語。HVDCを含むことが多い。
直流送電システム: 直流送電のシステム全体。
HVDC送電: HVDCを用いた送電を表す日本語表現。
HVDCリンク: 二つのAC系統を直流で結ぶ連系路・回路を指す専門用語。
UHVDC: Ultra High Voltage Direct Currentの略称。極めて高電圧の直流送電を指す表現。
超高電圧直流送電: UHVDCを日本語で表現する別表現。
超高圧直流送電: UHVDCと同義で、超高圧直流送電の表現。
超高圧直流送電網: 超高圧直流送電で構成される送電網を指す表現。
超高圧直流送電ライン: 超高圧直流送電の伝送経路・ラインを指す表現。
超高圧直流送電システム: 超高圧直流送電を実現するシステム全体。

hvdcの対義語・反対語

高電圧交流送電: HVAC（高電圧交流送電）は、交流の波形を使って長距離へ電力を送る方式。送電中に変圧器で電圧を上げ下げでき、送電網で広く採用されているのが特徴です。
低電圧直流送電: LVDC（低電圧直流送電）は、直流を低い電圧で送る方式。短距離や局所的な回線・機器間供給には向くことが多いが、長距離送電には不向きな場合が多いのが特徴です。
低電圧交流送電: LVAC（低電圧交流送電）は、低い電圧の交流を使う送電のこと。家庭用・建物内の配電などに近い規模で用いられることが多く、長距離の高圧送電には適しません。
交流送電: AC（交流）を用いる送電全般のこと。波形が周期的に変化するため、変圧器での電圧調整が容易で、配電網の安定運用に適しています。HVDCの対義語として広く使われる概念です。
直流送電: DC（直流）を用いる送電全般のこと。HVDCの基本的な要素であり、対義語としてAC（交流）と対になる考え方です。

hvdcの共起語

高電圧直流送電: 高い電圧の直流を用いて長距離・大容量の送電を行う技術。
直流送電: 交流を直流に変換して送電する方法。HVDCはその一形態。
交流: 交流電力。HVDCはAC系統と接続して送電するための変換が必要。
送電網: 電力を配送する系統網。HVDCリンクはこの網を跨ぐ役割を果たすことがある。
電力系統: 電力を安定的に供給するための送電と配電のネットワーク。HVDCは系統の連携を実現。
換流器: 交流と直流を相互に変換する装置。HVDCの中心となる機器。
コンバータ: 直流と交流を変換する装置の別称。HVDCの換流器の別名として使われる。
変換装置: 交流–直流間の電力を変換する機器群。
半導体スイッチ: 高耐圧・高速にスイッチングする電子素子。HVDCの換流器に使われる。
IGBT: 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。VSC-HVDCの主要なスイッチ素子の一つ。
GTO: Gate Turn-Off Thyristor。昔のHVDC換流器で使われた半導体デバイス。
VSC-HVDC: Voltage Source Converter型のHVDC。独立して有効/無効電力を制御でき、ブラックスタート性が高い。
LCC-HVDC: Line Commutated Converter型のHVDC。サイリスタを用いる従来型換流方式。
アクティブパワー: 有効電力。HVDCリンクが送る主なエネルギーの指標。
リアクティブパワー: 無効電力。系統の電圧を安定させるために制御する。
系統安定性: 送電網の安定性。HVDCは遮断・過渡安定性向上に寄与することがある。
長距離送電: 送電距離を伸ばしても損失を抑えることが可能。
海底ケーブル: 海底に敷設される送電ケーブル。HVDCは海底ケーブルの送電に適している。
海底HVDC: 海底ケーブルを用いたHVDCリンク。
大容量送電能力: 大容量の電力を一度に送れる能力。
ブラックスタート: 停電後に他の電力系統を回復させる機能。HVDCはブラックスタート性を高めることがある。
導入コスト: 初期投資や設置費用。HVDC導入には初期コストがかかる点が検討対象。

hvdcの関連用語

HVDC: High Voltage Direct Current（高電圧直流）を用いた直流送電の総称。長距離・海底ケーブル送電に適し、交流系統と周波数を同期させずに結ぶことができる送電技術です。
高電圧直流送電: 高電圧の直流を用いて送電する方式。交流に比べて長距離での損失が小さく、海底ケーブルや長距離送電に向いています。
VSC-HVDC: Voltage-Sourced Converter方式のHVDC。MMCなどの半導体換流器を用い、周波数同期を必要とせず柔軟な制御が可能です。
LCC-HVDC: Line-commutated Converter方式のHVDC。サイリスタを用いる従来型で、周波数同期と変換器保護が重要です。
MMC: Modular Multilevel Converter。VSC系HVDCで使われる高性能な換流器構成の一つで、波形品質と拡張性に優れます。
VSC: Voltage Source Converter。直流を交流に変換・交流を直流に変換する基本的な換流器の考え方。
LCC: Line-commutated Converter。交流系統の同期を前提とした従来の換流器技術の総称。
MTDC: Multi-terminal Direct Current。複数の端子を持つHVDCネットワークで、系統の冗長性と柔軟性を高めます。
多端子HVDC: 複数の送電点・受電点を直接結ぶHVDCネットワークの形。MTDCと同義で用いられることもあります。
BTB HVDC: Back-to-Back HVDC。異なる交流系統を直結する短距離接続で、周波数同期を実現する役割を持ちます。
バックツーバックHVDC: BTB HVDCの別表現。交流系統間の短距離接続に用いられる方式です。
整流器: ACを直流に変換する装置。LCC系 HVDCの主素子として用いられることが多いです。
インバーター: 直流を交流に変換する装置。HVDCにおいて受電側の出力を交流として出力します。
換流器: HVDC送電所で直流と交流を結ぶ総称の装置群。整流器とインバーターを含みます。
SCR（サイリスタ）: Thyristorの日本語名。LCC型換流器の整流側に用いられる主要素子です。
サイリスタ: 半導体素子の一種で、可制御整流に用いられ、HVDCのLCC系で重要です。
IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor。VSC系HVDCの主要半導体素子の一つで、機能性とスイッチング性能が高いです。
ダイオード: 半導体素子の一つ。整流回路の基本要素として使われることがあります。
DCリンク: 直流側の送電リンク。HVDCの直流路を構成する要素群を指します。
海底ケーブル: 海底を通して直流を伝送するケーブル。長距離・海域での送電に適しています。
海上風力発電用HVDCリンク: 海上風力発電所と陸上送電網を結ぶHVDCリンク。風況変動を吸収し安定供給を図ります。
HVDC Light: ABBなどが提供するVSC-HVDCの製品ブランドの一つ。小〜中規模のVSC HVDC向けに設計されています。
柔軟直流送電: Flexible HVDC（Flex HVDC）。制御性・適応性を高めたVSC系HVDCの設計思想や技術群を指します。
高調波: HVDCが交流系統に生じさせる高調波成分。フィルタ設計や制御で抑制します。
電力品質: 電圧・電流の安定性、歪み、周波数など送電網の品質を指す総称。HVDCは電力品質の改善にも寄与することがあります。
系統安定性: 電力系統全体の安定した運転状態。HVDCは系統連系や欠陥時の安定性向上に寄与する場合があります。
周波数同期: 交流系統間で同じ周波数に揃えること。HVDCは異なる周波数の系統を結ぶ際の橋渡しとして利用されます。