उच्च वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा

उच्च-वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा (एचवीडीसी) विद्युत पारेषण प्रणाली (जिसे शक्ति सुपरहाइवे या इलेक्ट्रिकल सुपरहाइवे भी कहा जाता है)  अधिक सामान्य प्रत्यावर्ती धारा (एसी) संचरण प्रणालियों के विपरीत, विद्युत शक्ति संचरण के लिए प्रत्यक्ष धारा (डीसी) का उपयोग करता है। अधिकांश एचवीडीसी लिंक 100 केवी और 800 केवी के मध्य वोल्टेज का उपयोग करते हैं। चूंकि, चीन में 1,100 केवी लिंक 2019 में 12 गीगावॉट की विद्युत क्षमता के साथ 3300 km की दूरी पर पूरा हो गया था । इस आयाम के साथ, अंतरमहाद्वीपीय संबंध संभव हो जाता है जो पवन ऊर्जा और फोटोवोल्टिक के उतार-चढ़ाव से सामना करने में सहायता कर सकता है।

एचवीडीसी लाइनों का उपयोग सामान्यतः लंबी दूरी की विद्युत संचरण के लिए किया जाता है, क्योंकि उन्हें कम संचालक की आवश्यकता होती है और समकक्ष एसी लाइनों की तुलना में कम विद्युत हानि होती है। एचवीडीसी एसी संचरण प्रणाली के मध्य शक्ति संचरण की भी अनुमति देता है जो समकालिक (प्रत्यावर्ती धारा) नहीं है। चूंकि एचवीडीसी लिंक के माध्यम से विद्युत प्रवाह को स्रोत और लोड के मध्य चरण कोण से स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, यह विद्युत में तेजी से परिवर्तन के कारण होने वाली अस्पष्टता के अधीन नेटवर्क को स्थिर कर सकता है। एचवीडीसी 50 और 60 हर्ट्ज जैसी विभिन्न आवृत्तियों पर चलने वाले ग्रिड प्रणाली के मध्य विद्युत के हस्तांतरण की भी अनुमति देता है। यह पहले से असंगत नेटवर्क के मध्य विद्युत के आदान-प्रदान की अनुमति देकर, प्रत्येक ग्रिड की स्थिरता और अर्थव्यवस्था में सुधार करता है।

एचवीडीसी संचरण का आधुनिक रूप 1930 के दशक में स्वीडन (ऑलमन्ना स्वेन्स्का इलेक्ट्रिस्का अक्तीबोलागेट) और जर्मनी में बड़े मापदंड पर विकसित तकनीक का उपयोग करता है। प्रारंभिक व्यावसायिक स्थापनाओं में 1951 में सोवियत संघ में मास्को और मास्को में के मध्य और 1954 में गोटलैंड और मुख्य भूमि स्वीडन के मध्य 100 केवी, 20 मेगावाट प्रणाली सम्मिलित थी। 2019 की चीनी परियोजना से पहले, संसार में सबसे लंबा एचवीडीसी लिंक ब्राज़िल में रियो मदीरा एचवीडीसी प्रणाली लिंक था, जिसमें ±600 केवी, 3150 मेगावाट के दो बाइपोल होते हैं, जो रोंडोनिया राज्य में पोर्टो वेल्हो को साओ पाउलो क्षेत्र से 2500 km जोड़ते हैं, जिसकी लंबाई 3150 मेगावाट से अधिक है।



उच्च वोल्टेज संचरण
तारों के विद्युत प्रतिरोध में नष्ट होने वाली ऊर्जा को कम करने के लिए विद्युत शक्ति संचरण के लिए उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है। प्रेषित विद्युत शक्ति की निश्चित मात्रा के लिए, वोल्टेज को दोगुना करने से केवल आधी धारा पर समान शक्ति प्राप्त होगी:

$$\text{power} = (\text{voltage}) \cdot (\text{current}) = (2 \cdot \text{voltage}) \cdot (\tfrac{1}{2} \cdot \text{current})$$ चूँकि तारों में जूल ताप धारा $(\text{heat} = \text{current}^2 \cdot \text{resistance}), $ के वर्ग के समानुपाती होता है दोगुनी वोल्टेज पर आधी धारा का उपयोग करने से लाइन हानि 4 गुना कम हो जाती है। जबकि संचालक के आकार को बढ़ाकर प्रतिरोध को कम करके संचरण में खोई गई विद्युत को भी कम किया जा सकता है, बड़े संचालक भारी और अधिक बहुमूल्य होते हैं।

उच्च वोल्टेज का उपयोग प्रकाश या मोटरों के लिए सरलता से नहीं किया जा सकता है, इसलिए अंतिम उपयोग वाले उपकरणों के लिए संचरण-स्तर के वोल्टेज को कम किया जाना चाहिए। ट्रांसफार्मर का उपयोग प्रत्यावर्ती धारा (एसी) संचरण परिपथ में वोल्टेज स्तर को बदलने के लिए किया जाता है, किन्तु डीसी धारा को पारित नहीं कर सकता है। ट्रांसफार्मर ने एसी वोल्टेज परिवर्तन को व्यावहारिक बना दिया, और एसी जनरेटर डीसी का उपयोग करने वालों की तुलना में अधिक कुशल थे। इन लाभ के कारण 20वीं सदी के अंत में कम वोल्टेज वाले डीसी संचरण प्रणाली की स्थान एसी प्रणाली ने ले ली है।

एसी और डीसी के मध्य विद्युत का व्यावहारिक रूपांतरण पारा-आर्क वाल्व जैसे विद्युत के इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के विकास के साथ संभव हो गया और 1970 के दशक में थाइरिस्टर, एकीकृत गेट-कम्यूटेटेड थाइरिस्टर (आईजीसीटी), एमओएस-नियंत्रित थाइरिस्टर (एमसीटी) और विद्युत रोधित गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी) सहित शक्ति अर्धचालक उपकरण के विकास के साथ संभव हो गया था।

विद्युतयांत्रिक प्रणाली
1882 में मिस्बैक-म्यूनिख शक्ति संचरण में प्रत्यक्ष धारा का उपयोग करके विद्युत शक्ति का पहला लंबी दूरी का संचरण प्रदर्शित किया गया था, किन्तु केवल 1.5 किलोवाट का संचरण किया गया था। एचवीडीसी संचरण की प्रारंभिक विधि स्विस इंजीनियर रेने सिद्धांत द्वारा विकसित की गई थी और उनकी पद्धति, थुरी प्रणाली को 1889 में इटली में एक्वेडोटो डी फेरारी-गैलिएरा कंपनी द्वारा व्यवहार में लाया गया। इस प्रणाली ने वोल्टेज बढ़ाने के लिए श्रृंखला से जुड़े मोटर जनरेटर सेट का उपयोग किया। प्रत्येक सेट को विद्युत ग्राउंड से इंसुलेटेड किया गया था और प्राइम मूवर (इंजन) से इंसुलेटेड शाफ्ट द्वारा संचालित किया गया था। संचरण लाइन को निरंतर-वर्तमान मोड में संचालित किया गया था, प्रत्येक मशीन पर 5,000 वोल्ट तक, कुछ मशीनों में प्रत्येक कम्यूटेटर पर वोल्टेज को कम करने के लिए डबल कम्यूटेटर (इलेक्ट्रिक) था। इस प्रणाली ने 120 km 14 केवी डीसी पर 630 किलोवाट की दूरी तक संचारित करती है. माउटियर्स-ल्योन प्रणाली ने 200 km की दूरी तक 8,600 किलोवाट जलविद्युत शक्ति संचारित की, जिसमें 10 km भूमिगत केबल भी सम्मिलित थी। इस प्रणाली में धनात्मक और ऋणात्मक ध्रुवों के मध्य 150 केवी के कुल वोल्टेज के लिए दोहरे कम्यूटेटर के साथ आठ श्रृंखला-जुड़े जनरेटर का उपयोग किया गया था, और c. 1906 से 1936 तक संचालित किया गया था। 1913 तक पंद्रह सिद्धांत प्रणालियाँ चालन में थीं। 100 केवी डीसी तक चलने वाली अन्य सिद्धांत प्रणालियाँ 1930 के दशक में काम करती थीं, किन्तु घूमने वाली मशीनरी को उच्च रखरखाव की आवश्यकता होती थी और उच्च ऊर्जा हानि होती थी।

20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के समय अनेक अन्य यांत्रिक सुधारक का परीक्षण किया गया, किन्तु उन्हें थोड़ी व्यावसायिक सफलता मिली। उच्च संचरण वोल्टेज से कम उपयोग वोल्टेज में प्रत्यक्ष धारा को परिवर्तित करने के लिए प्रयास की गई तकनीक श्रृंखला से जुड़ी फिर से चार्ज करने लायक संप्रहार को चार्ज करना था, फिर वितरण भार को पूरा करने के लिए समानांतर में बैटरियों को फिर से कनेक्ट करना था। जबकि 20वीं शताब्दी के अंत में कम से कम दो व्यावसायिक स्थापनाओं का प्रयास किया गया था, बैटरी की सीमित क्षमता, श्रृंखला और समानांतर कॉन्फ़िगरेशन के मध्य स्विच करने में कठिनाइयों और बैटरी चार्ज/डिस्चार्ज चक्र की अंतर्निहित ऊर्जा अक्षमता के कारण तकनीक सामान्यतः उपयोगी नहीं थी।

पारा चाप वाल्व
पहली बार 1914 में प्रस्तावित, ग्रिड नियंत्रित पारा चाप वाल्व 1920 से 1940 की अवधि के समय डीसी ट्रांसमिशन से जुड़े रेक्टिफायर और इन्वर्टर कार्यों के लिए उपलब्ध हो गया। 1932 में प्रारंभ करके, सामान्य विद्युतीय ने मैकेनिकविले, न्यूयॉर्क में पारा-वाष्प वाल्व और 12 केवी डीसी संचरण लाइन का परीक्षण किया, जो 40 हर्ट्ज पीढ़ी को 60 हर्ट्ज लोड में परिवर्तित करने में भी काम आया। 1941 में, 60 मेगावाट, ±200 केवी, 115 km बरीड केबल लिंक, जिसे एल्बे-प्रोजेक्ट के रूप में जाना जाता है, पारा आर्क वाल्व का उपयोग करके बर्लिन शहर के लिए डिजाइन किया गया था, किन्तु नाज़ी जर्मनी के पतन के कारण, परियोजना कभी पूरी नहीं हुई। परियोजना के लिए नाममात्र का औचित्य यह था कि, युद्ध के समय, बरीड केबल बमबारी लक्ष्य के रूप में कम ध्यान देने योग्य होगी। उपकरण को सोवियत संघ में ले जाया गया और वहां मॉस्को-काशीरा एचवीडीसी प्रणाली के रूप में सेवा में लगाया गया। मॉस्को-काशीरा प्रणाली और 1954 में स्वीडन की मुख्य भूमि और गोटलैंड द्वीप के मध्य अल्लमन्ना स्वेन्स्का एलेक्ट्रिस्का अक्तीबोलागेट में लैम के समूह द्वारा संबंध ने एचवीडीसी संचरण के आधुनिक युग की प्रारंभ को चिह्नित किया।

1972 तक डिज़ाइन किए गए प्रणाली में मरकरी आर्क वाल्व सामान्य थे, अंतिम मरकरी आर्क एचवीडीसी प्रणाली (मैनिटोबा, कनाडा में नेल्सन रिवर रिवर बाइपोल 1 प्रणाली) को 1972 और 1977 के मध्य चरणों में सेवा में रखा गया था। तब से, सभी पारा आर्क प्रणाली या तो बंद कर दिए गए हैं या ठोस-अवस्था उपकरणों का उपयोग करने के लिए परिवर्तित कर दिए गए हैं। पारा आर्क वाल्वों का उपयोग करने वाली अंतिम एचवीडीसी प्रणाली न्यूजीलैंड के उत्तर और दक्षिण द्वीपों के मध्य एचवीडीसी अंतर-द्वीप एचवीडीसी लिंक थी, जो उन्हें अपने दो ध्रुवों में से पर उपयोग करती थी। प्रतिस्थापन थाइरिस्टर परिवर्तक के चालू होने से पहले, 1 अगस्त 2012 को पारा आर्क वाल्वों को बंद कर दिया गया था।

थाइरिस्टर वाल्व
1977 के बाद से, नए एचवीडीसी प्रणाली में केवल अधिकतर स्तिथियों में थाइरिस्टर ठोस अवस्था युक्ति का उपयोग किया गया है। पारा आर्क वाल्वों की तरह, थाइरिस्टर को चालू और बंद करने के लिए एचवीडीसी अनुप्रयोगों में बाहरी एसी परिपथ से संबंध की आवश्यकता होती है। थाइरिस्टर का उपयोग करने वाले एचवीडीसी को लाइन-कम्यूटेटेड कन्वर्टर (एलसीसी) एचवीडीसी के रूप में भी जाना जाता है।

एचवीडीसी के लिए थाइरिस्टर वाल्व का विकास 1960 के दशक के अंत में प्रारंभ हुआ। थाइरिस्टर पर आधारित पहली पूर्ण एचवीडीसी योजना कनाडा में ईल नदी परिवर्तक स्टेशन योजना थी, जिसे जनरल इलेक्ट्रिक द्वारा बनाया गया था और 1972 में सेवा में लाया गया था।

15 मार्च, 1979 को, काहोरा बासा (एचवीडीसी) और जोहानसबर्ग (1,410 km) के मध्य 1920 मेगावाट का थाइरिस्टर आधारित प्रत्यक्ष वर्तमान संबंध सक्रिय किया गया था। रूपांतरण उपकरण 1974 में ऑलगेमाइन इलेक्ट्रीसिटैट्स-गेसेलशाफ्ट एजी (एईजी) द्वारा बनाया गया था, और ब्राउन, बोवेरी एंड सी (बीबीसी) और सीमेंस इस परियोजना में भागीदार थे। अनेक वर्षों की सेवा रुकावटें मोज़ाम्बिक गृह युद्ध का परिणाम थीं। ±533 kV का संचरण वोल्टेज उस समय संसार में सबसे अधिक था।

संधारित्र -कम्यूटेटेड परिवर्तक (सीसीसी)
एचवीडीसी प्रणाली के लिए लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक के उपयोग में कुछ सीमाएँ हैं। यह एसी परिपथ को थाइरिस्टर धारा को बंद करने की आवश्यकता और टर्न-ऑफ (टर्न-ऑफ समय) को प्रभावित करने के लिए 'रिवर्स' वोल्टेज की छोटी अवधि की आवश्यकता के परिणामस्वरूप होता है। इन सीमाओं को संबोधित करने का प्रयास कैपेसिटर-कम्यूटेटेड परिवर्तक (सीसीसी) है जिसका उपयोग कम संख्या में एचवीडीसी प्रणालियों में किया गया है। सीसीसी पारंपरिक एचवीडीसी प्रणाली से अलग है जिसमें इसमें परिवर्तक ट्रांसफार्मर के प्राथमिक या माध्यमिक पक्ष पर एसी लाइन संबंध में श्रृंखला संधारित्र डाले जाते हैं। श्रृंखला संधारित्र आंशिक रूप से परिवर्तक के कम्यूटेटिंग इंडक्शन को ऑफसेट करते हैं और गलती धाराओं को कम करने में सहायता करते हैं। यह परिवर्तक/इन्वर्टर के साथ छोटे विलुप्त होने वाले कोण का उपयोग करने की भी अनुमति देता है, जिससे प्रतिक्रियाशील विद्युत समर्थन की आवश्यकता कम हो जाती है।

चूंकि, वोल्टेज-सोर्स परिवर्तक (वीएससी) के आगमन के कारण सीसीसी केवल विशिष्ट अनुप्रयोग बनकर रह गया है, जो विलुप्त होने (टर्न-ऑफ) समय की आवश्यकता को समाप्त कर देता है।

वोल्टेज-स्रोत परिवर्तक (वीएससी)
1980 के दशक से एडजस्टेबल-स्पीड ड्राइव में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला, वोल्टेज-स्रोत परिवर्तक 1997 में स्वीडन में प्रायोगिक एचवीडीसी हेल्सजॉन-ग्रेंजेसबर्ग परियोजना के साथ एचवीडीसी में दिखाई देने लगे। 2011 के अंत तक, इस तकनीक ने एचवीडीसी बाजार के महत्वपूर्ण भाग पर अधिकृत कर लिया था।

उच्च रेटेड इंसुलेटेड-गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी), गेट टर्न-ऑफ थाइरिस्टर (जीटीओ) और इंटीग्रेटेड गेट-कम्यूटेटेड थाइरिस्टर (आईजीसीटी) के विकास ने छोटे एचवीडीसी प्रणाली को अल्पव्ययी बना दिया है। निर्माता एबीबी ग्रुप इस अवधारणा को एचवीडीसी लाइट कहता है, जबकि सीमेंस समान अवधारणा को एचवीडीसी प्लस (शक्ति लिंक यूनिवर्सल प्रणाली) कहता है और एल्सटॉम इस तकनीक पर आधारित अपने उत्पाद को एचवीडीसी मैक्ससाइन कहता है। उन्होंने एचवीडीसी का उपयोग कुछ दसियों मेगावाट जितने छोटे ब्लॉकों और कुछ दर्जन किलोमीटर जितनी छोटी ओवरहेड लाइनों तक बढ़ा दिया है। वीएससी तकनीक के अनेक अलग-अलग प्रकार हैं: 2012 तक निर्मित अधिकांश इंस्टॉलेशन परिपथ में पल्स चौड़ाई उतार - चढ़ाव का उपयोग करते हैं जो प्रभावी रूप से अति उच्च-वोल्टेज मोटर ड्राइव है। एचवीडीसी प्लस और एचवीडीसी मैक्ससाइन सहित वर्तमान इंस्टॉलेशन, मॉड्यूलर बहु लेवल परिवर्तक (एमएमसी) नामक परिवर्तक के वेरिएंट पर आधारित हैं।

बहुस्तरीय परिवर्तक का लाभ यह है कि वे हार्मोनिक्स (विद्युत शक्ति) निस्पंदन उपकरण को कम करने या पूरी तरह से समाप्त करने की अनुमति देते हैं। तुलना के अनुसार, विशिष्ट लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक स्टेशनों के एसी हार्मोनिक फिल्टर परिवर्तक स्टेशन क्षेत्र के लगभग आधे भाग को आवरण करते हैं।

समय के साथ, वोल्टेज-स्रोत परिवर्तक प्रणाली संभवतः सभी स्थापित सरल थाइरिस्टर-आधारित प्रणाली को प्रतिस्थापित कर देंगे, जिसमें उच्चतम डीसी शक्ति संचरण अनुप्रयोग भी सम्मिलित हैं।

लाभ
लंबी दूरी की, बिंदु से बिंदु एचवीडीसी संचरण योजना में सामान्यतः समकक्ष एसी संचरण योजना की तुलना में कम समग्र निवेश निवेश और कम हानि होती है। टर्मिनल स्टेशनों पर एचवीडीसी रूपांतरण उपकरण बहुमूल्य है, किन्तु लंबी दूरी पर कुल डीसी संचरण-लाइन की निवेश समान दूरी की एसी लाइन की तुलना में कम है। एचवीडीसी को एसी लाइन की तुलना में प्रति इकाई दूरी पर कम संचालक की आवश्यकता होती है, क्योंकि तीन-चरण विद्युत शक्ति का समर्थन करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है और कोई त्वचा प्रभाव नहीं होता है।

वोल्टेज स्तर और निर्माण विवरण के आधार पर, एचवीडीसी संचरण हानियाँ 3.5% प्रति 1,000 km उद्धृत की गई हैं, समान वोल्टेज पर एसी (6.7%) लाइनों से लगभग 50% कम है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्यक्ष धारा केवल सक्रिय शक्ति को स्थानांतरित करती है और इस प्रकार प्रत्यावर्ती धारा की तुलना में कम हानि का कारण बनती है, जो एसी शक्ति या सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति दोनों को स्थानांतरित करती है।

एचवीडीसी संचरण को अन्य तकनीकी लाभों के लिए भी चुना जा सकता है। एचवीडीसी अलग-अलग एसी नेटवर्क के मध्य विद्युत स्थानांतरित कर सकता है। अलग-अलग एसी प्रणालियों के मध्य एचवीडीसी शक्तिफ्लो को क्षणिक परिस्थितियों के समय किसी भी नेटवर्क का समर्थन करने के लिए स्वचालित रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, किन्तु इस संकट के बिना कि नेटवर्क में प्रमुख विद्युत शक्ति-प्रणाली के पतन से दूसरे नेटवर्क में पतन हो जाएगा। एचवीडीसी प्रणाली नियंत्रणीयता में सुधार करता है, एसी ग्रिड में कम से कम एचवीडीसी लिंक एम्बेडेड होता है - अनियंत्रित वातावरण में, नियंत्रणीयता सुविधा विशेष रूप से उपयोगी होती है जहां ऊर्जा व्यापार पर नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

एचवीडीसी संचरण के संयुक्त आर्थिक और तकनीकी लाभ इसे मुख्य उपयोगकर्ताओं से दूर स्थित विद्युत स्रोतों को जोड़ने के लिए उपयुक्त विकल्प बना सकते हैं।

विशिष्ट अनुप्रयोग जहां एचवीडीसी संचरण तकनीक लाभ प्रदान करती है उनमें सम्मिलित हैं:
 * पनडुब्बी शक्ति केबल समुद्र के अंदर केबल संचरण योजनाएं (जैसे 720 km उत्तरी सागर लिंक, नॉर्वे और नीदरलैंड के मध्य द 580 km नॉर्नेड केबल, सार्डिनिया और मुख्य भूमि के मध्य इटली का 420 km सपेइ केबल, ऑस्ट्रेलियाई मुख्य भूमि और तस्मानिया के मध्य 290 km बासलिंक, और स्वीडन और जर्मनी के मध्य 250 km बाल्टिक केबल ).
 * मध्यवर्ती 'टैप' के बिना समापनबिंदु-से-अंतबिंदु लंबी दूरी की बल्क शक्ति संचरण, सामान्यतः रिमोट जेनरेटिंग प्लांट को मुख्य ग्रिड से जोड़ने के लिए, उदाहरण के लिए कनाडा में नेल्सन नदी डीसी संचरण प्रणाली है।
 * उन स्थितियों में उपस्तिथि शक्ति ग्रिड की क्षमता बढ़ाना जहां अतिरिक्त तार स्थापित करना कठिन या बहुमूल्य है।
 * अनसिंक्रनाइज़्ड एसी नेटवर्क के मध्य शक्ति संचरण और स्थिरीकरण, चरम उदाहरण उन देशों के मध्य शक्ति ट्रांसफर करने की क्षमता है जो विभिन्न आवृत्तियों पर एसी का उपयोग करते हैं। चूँकि इस तरह का स्थानांतरण किसी भी दिशा में हो सकता है, यह दोनों नेटवर्कों को आपात स्थिति और विफलताओं में एक-दूसरे पर निर्भर होने की अनुमति देकर उनकी स्थिरता को बढ़ाता है।
 * दोष स्तर (संभावित लघु -परिपथ धारा) को बढ़ाए बिना, मुख्य रूप से एसी शक्ति ग्रिड को स्थिर करना है।
 * पवन जैसे नवीकरणीय संसाधनों का मुख्य संचरण ग्रिड में एकीकरण है। तकनीकी और आर्थिक दोनों कारणों से उत्तरी अमेरिका और यूरोप में तटवर्ती पवन एकीकरण परियोजनाओं के लिए एचवीडीसी ओवरहेड लाइनें और अपतटीय परियोजनाओं के लिए एचवीडीसी केबल प्रस्तावित किए गए हैं। एकाधिक वोल्टेज-स्रोत परिवर्तक (वीएससी) के साथ डीसी ग्रिड अपतटीय पवन ऊर्जा को पूल करने और इसे दूर तट पर स्थित लोड केंद्रों तक प्रसारित करने के तकनीकी समाधानों में से है।

केबल प्रणाली
दीर्घ समुद्र के नीचे या भूमिगत उच्च वोल्टेज केबल में ओवरहेड संचरण लाइनों की तुलना में उच्च विद्युत क्षमता होती है, क्योंकि केबल के अन्दर लाइव संचालक विसंवाहक की अपेक्षाकृत पतली परत (परावैद्युत) और धातु आवरण से घिरे होते हैं। ज्यामिति लंबे समाक्षीय संधारित्र की है। कुल धारिता केबल की लंबाई के साथ बढ़ती है। यह धारिता भार के समानांतर परिपथ में है। जहां केबल संचरण के लिए प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग किया जाता है, इस केबल धारिता को चार्ज करने के लिए केबल में अतिरिक्त धारा प्रवाहित होनी चाहिए। यह अतिरिक्त धारा प्रवाह केबल के संचालकों में ऊष्ण के अपव्यय के माध्यम से अतिरिक्त ऊर्जा हानि का कारण बनता है, जिससे इसका तापमान बढ़ जाता है। केबल विसंवाहक में परावैद्युत हानि के परिणामस्वरूप अतिरिक्त ऊर्जा हानि भी होती है।

चूंकि, यदि प्रत्यक्ष धारा का उपयोग किया जाता है, तो केबल धारिता को केवल तभी चार्ज किया जाता है जब केबल पहली बार सक्रिय होती है या यदि वोल्टेज स्तर बदलता है; कोई अतिरिक्त धारा की आवश्यकता नहीं है. पर्याप्त रूप से लंबे एसी केबल के लिए, अकेले चार्जिंग धारा की आपूर्ति करने के लिए संचालक की संपूर्ण धारा-वहन क्षमता की आवश्यकता होगी। यह केबल धारिता समस्या एसी शक्ति केबलों की लंबाई और विद्युत ले जाने की क्षमता को सीमित करती है। डीसी संचालित केबल केवल उनके तापमान वृद्धि और ओम के नियम द्वारा सीमित हैं। चूंकि डाइइलेक्ट्रिक विसंवाहक (विद्युत) के माध्यम से कुछ लीकेज धारा प्रवाहित होता है, किन्तु यह केबल के रेटेड धारा की तुलना में छोटा है।

ओवरहेड लाइन प्रणाली
एसी संचरण अनुप्रयोगों में लंबी भूमिगत या समुद्र के नीचे केबलों का कैपेसिटिव प्रभाव एसी ओवरहेड लाइनों पर भी प्रयुक्त होता है, चूंकि बहुत कम सीमा तक। फिर भी, लंबी एसी ओवरहेड संचरण लाइन के लिए, लाइन धारिता को चार्ज करने के लिए प्रवाहित धारा महत्वपूर्ण हो सकती है, और इससे दूरस्थ छोर पर लोड तक उपयोगी धारा ले जाने की लाइन की क्षमता कम हो जाती है। अन्य कारक जो एसी लाइनों की उपयोगी धारा-ले जाने की क्षमता को कम करता है, वह त्वचा प्रभाव है, जो संचालक के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र पर धारा के गैर-समान वितरण का कारण बनता है। प्रत्यक्ष धारा से चलने वाले संचरण लाइन संचालक किसी भी बाधा से ग्रस्त नहीं हैं। इसलिए, समान संचालक हानियों (या उष्म प्रभाव) के लिए, एसी की तुलना में एचवीडीसी के साथ संचालन करते समय दिया गया संचालक लोड में अधिक शक्ति ले जा सकता है।

अंत में, पर्यावरणीय स्थितियों और एचवीडीसी के साथ काम करने वाले ओवरहेड लाइन विसंवाहक के प्रदर्शन के आधार पर, किसी दिए गए संचरण लाइन के लिए निरंतर एचवीडीसी वोल्टेज के साथ काम करना संभव हो सकता है जो लगभग पीक एसी वोल्टेज के समान है जिसके लिए इसे डिज़ाइन और इन्सुलेट किया गया है। एसी प्रणाली में वितरित विद्युत को एसी वोल्टेज के मूल माध्य वर्ग (आरएमएस) द्वारा परिभाषित किया जाता है, किन्तु आरएमएस पीक वोल्टेज का केवल 71% है। इसलिए, यदि एचवीडीसी लाइन एचवीडीसी वोल्टेज के साथ निरंतर काम कर सकती है जो एसी समतुल्य लाइन के पीक वोल्टेज के समान है, तो किसी दिए गए धारा के लिए (जहां एचवीडीसी धारा एसी लाइन में आरएमएस धारा के समान है), एचवीडीसी के साथ काम करते समय विद्युत संचरण क्षमता एसी के साथ काम करने की क्षमता से लगभग 40% अधिक है।

अनसिंक्रनाइज़्ड संबंध
क्योंकि एचवीडीसी अनसिंक्रनाइज़्ड एसी वितरण प्रणालियों के मध्य विद्युत संचरण की अनुमति देता है, यह कैस्केडिंग विफलताओं को व्यापक शक्ति संचरण ग्रिड के भाग से दूसरे भाग में फैलने से रोककर, प्रणाली स्थिरता को बढ़ाने में सहायता कर सकता है। लोड में परिवर्तन जिसके कारण एसी नेटवर्क के भाग अनसिंक्रनाइज़ हो जाएंगे और अलग हो जाएंगे, उसी तरह डीसी लिंक को प्रभावित नहीं करेगा, और डीसी लिंक के माध्यम से विद्युत का प्रवाह एसी नेटवर्क को स्थिर कर देगा। डीसी लिंक के माध्यम से विद्युत प्रवाह की परिमाण और दिशा को सीधे नियंत्रित किया जा सकता है, और डीसी लिंक के दोनों छोर पर एसी नेटवर्क का समर्थन करने के लिए आवश्यकतानुसार परिवर्तन किया जा सकता है। इसने अनेक शक्ति प्रणाली संचालक को केवल स्थिरता लाभ के लिए एचवीडीसी प्रौद्योगिकी के व्यापक उपयोग पर विचार करने के लिए प्रेरित किया है।

हानि
एचवीडीसी के हानि रूपांतरण, स्विचिंग, नियंत्रण, उपलब्धता और रखरखाव में हैं।

एचवीडीसी कम विश्वसनीय है और इसमें प्रत्यावर्ती धारा (एसी) प्रणालियों की तुलना में उपलब्धता कारक कम है, जिसका मुख्य कारण अतिरिक्त रूपांतरण उपकरण है। एकल -पोल प्रणाली की उपलब्धता लगभग 98.5% है, जिसमें लगभग तिउच्च डाउनटाइम दोषों के कारण अनिर्धारित है। दोष-सहिष्णु बाइपोल प्रणाली 50% लिंक क्षमता के लिए उच्च उपलब्धता प्रदान करते हैं, किन्तु पूर्ण क्षमता की उपलब्धता लगभग 97% से 98% है।

आवश्यक एचवीडीसी परिवर्तक स्टेशन बहुमूल्य हैं और उनकी अधिभार क्षमता सीमित है। छोटी संचरण दूरी पर, परिवर्तक स्टेशनों में हानि समान दूरी के लिए एसी संचरण लाइन की तुलना में बड़ा हो सकता है। परिवर्तक की निवेश लाइन निर्माण निवेश और विद्युत लाइन हानि में कमी से ऑफसेट नहीं हो सकती है।

एचवीडीसी योजना को संचालित करने के लिए अनेक स्पेयर पार्ट्स रखने की आवश्यकता होती है, अधिकांशतः विशेष रूप से प्रणाली के लिए, क्योंकि एचवीडीसी प्रणाली एसी प्रणाली की तुलना में कम मानकीकृत होते हैं और प्रौद्योगिकी अधिक तेजी से परिवर्तित होती है।

एसी प्रणाली के विपरीत, बहु -टर्मिनल प्रणाली को साकार करना सम्मिश्र है (विशेषकर लाइन कम्यूटेटेड परिवर्तक के साथ), जैसा कि उपस्तिथि योजनाओं को बहु -टर्मिनल प्रणाली में विस्तारित करना है। बहु -टर्मिनल डीसी प्रणाली में विद्युत प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए सभी टर्मिनलों के मध्य अच्छे संचार की आवश्यकता होती है; एसी संचरण लाइन के अंतर्निहित प्रतिबाधा और चरण कोण गुणों पर निर्भर होने के अतिरिक्त परिवर्तक नियंत्रण प्रणाली द्वारा विद्युत प्रवाह को सक्रिय रूप से विनियमित किया जाना चाहिए। बहु -टर्मिनल प्रणाली दुर्लभ हैं। 2012 तक केवल दो सेवा में हैं: रेडिसन, सैंडी पॉन्ड और निकोलेट के मध्य हाइड्रो क्यूबेक - न्यू इंग्लैंड ट्रांसमिशन और सार्डिनिया-मुख्य भूमि इटली लिंक जिसे 1989 में कोर्सिका द्वीप को विद्युत प्रदान करने के लिए संशोधित किया गया था।

उच्च -वोल्टेज डीसी परिपथ वियोजक
इलेक्ट्रिक आर्क के कारण एचवीडीसी परिपथ ब्रेकर बनाना कठिन है: एसी के अधीन वोल्टेज पलट जाता है, और ऐसा करने पर यह सेकंड में दर्जनों बार शून्य वोल्ट को पार कर जाता है। एसी चाप इन शून्य-क्रॉसिंग बिंदुओं में से पर स्वयं बुझ जाएगा, क्योंकि ऐसा कोई चाप नहीं हो सकता जहां कोई संभावित अंतर न हो। डीसी कभी भी शून्य वोल्ट को पार नहीं करेगा और कभी भी स्वयं बुझेगा नहीं, इसलिए समान वोल्टेज एसी की तुलना में डीसी के साथ चाप की दूरी और अवधि कहीं अधिक है। इसका अर्थ यह है कि परिपथ ब्रेकर में धारा को शून्य करने और आर्क को बुझाने के लिए कुछ तंत्र सम्मिलित किया जाना चाहिए, अन्यथा विश्वसनीय स्विचिंग की अनुमति देने के लिए आर्किंग और संपर्क टूट-फूट बहुत अधिक होगी।

नवंबर 2012 में, एबीबी ने संसार के पहले अल्ट्राफास्ट एचवीडीसी परिपथ ब्रेकर के विकास की घोषणा की। एचवीडीसी ग्रिड में उपयोग के लिए मैकेनिकल परिपथ ब्रेकर बहुत धीमे हैं, चूंकि उनका उपयोग अन्य अनुप्रयोगों में वर्षों से किया जा रहा है। इसके विपरीत, अर्धचालक ब्रेकर अधिक तेज़ होते हैं किन्तु संचालन करते समय, ऊर्जा नष्ट करते हुए और सामान्य ऑपरेशन में ऊष्ण उत्पन्न करते समय उच्च प्रतिरोध रखते हैं। एबीबी ब्रेकर अर्धचालक और मैकेनिकल ब्रेकर को मिलाकर हाइब्रिड ब्रेकर तैयार करता है, जिसमें सामान्य ऑपरेशन में तेज ब्रेक टाइम और कम प्रतिरोध दोनों होते हैं।

निवेश
सामान्यतः, एचवीडीसी प्रणाली के प्रदाता, जैसे जीई वर्नोवा, सीमेंस एजी और एशिया ब्राउन बोवेरी, विशेष परियोजनाओं की निवेश विवरण निर्दिष्ट नहीं करते हैं। ऐसी निवेशों को आपूर्तिकर्ता और ग्राहक के मध्य गोपनीय व्यावसायिक स्तिथियों के रूप में माना जाता है।

निवेश परियोजना की विशिष्टताओं (जैसे विद्युत रेटिंग, परिपथ लंबाई, ओवरहेड बनाम केबल मार्ग, भूमि निवेश, साइट भूकंप विज्ञान, और किसी भी टर्मिनल पर आवश्यक एसी नेटवर्क सुधार) के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न होती है। उन स्थितियों में डीसी बनाम एसी संचरण निवेश की विस्तृत तुलना की आवश्यकता हो सकती है जहां डीसी के लिए कोई स्पष्ट तकनीकी लाभ नहीं है, और केवल अल्पव्ययी तर्क ही चयन को संचालित करता है।

चूंकि, कुछ चिकित्सकों ने कुछ जानकारी प्रदान की है:

"इंग्लिश चैनल के अंतर्गत रखे गए 8 GW 40 km लिंक के लिए, 2000 MW 500 kV द्विध्रुवी पारंपरिक HVDC लिंक के लिए अनुमानित प्राथमिक उपकरण निवेश निम्नलिखित हैं (रास्ता छोड़ना, किनारे पर सुदृढीकरण कार्य, सहमति, इंजीनियरिंग, बीमा, आदि को छोड़ दें)


 * कन्वर्टर स्टेशन ~£110एम (~€120एम या $173.7एम)
 * समुद्र के अंदर केबल + इंस्टालेशन ~£1M/किमी (£1.6m/मील) (~€1.2M या ~$1.6M/किमी; €2m या $2.5m/मील)

तो चार लिंक में ब्रिटेन और फ्रांस के बीच 8 GW क्षमता के लिए, स्थापित कार्यों के लिए £750M से बहुत कम बचा है। आवश्यक अतिरिक्त तटवर्ती कार्यों के आधार पर अन्य कार्यों के लिए £200-300M और जोड़ें."

2,000 मेगावाट के लिए अप्रैल 2010 की घोषणा, 64 km स्पेन और फ़्रांस के मध्य की रेखा €700 मिलियन अनुमानित है। इसमें पाइरेनीज़ के माध्यम से सुरंग की निवेश भी सम्मिलित है।

कनवर्टर
एचवीडीसी परिवर्तक स्टेशन के केंद्र में, जो उपकरण एसी और डीसी के मध्य रूपांतरण करता है उसे परिवर्तक कहा जाता है। लगभग सभी एचवीडीसी परिवर्तक स्वाभाविक रूप से एसी से डीसी (रेक्टिफायर) और डीसी से एसी (शक्ति इन्वर्टर) में परिवर्तित करने में सक्षम हैं, चूंकि अनेक एचवीडीसी प्रणालियों में, पूरे प्रणाली को केवल दिशा में विद्युत प्रवाह के लिए अनुकूलित किया गया है। इस बात पर ध्यान दिए बिना कि परिवर्तक स्वयं कैसे डिज़ाइन किया गया है, जो स्टेशन एसी से डीसी तक विद्युत प्रवाह के साथ काम कर रहा है (किसी निश्चित समय पर) उसे रेक्टिफायर के रूप में जाना जाता है और जो स्टेशन डीसी से एसी तक विद्युत प्रवाह के साथ काम कर रहा है उसे इन्वर्टर कहा जाता है।

प्रारंभिक एचवीडीसी प्रणालियों में विद्युतयांत्रिक रूपांतरण (सिद्धांत प्रणाली) का उपयोग किया जाता था, किन्तु 1940 के दशक से निर्मित सभी एचवीडीसी प्रणालियों में इलेक्ट्रॉनिक (स्थैतिक) परिवर्तक्स का उपयोग किया गया है। एचवीडीसी के लिए इलेक्ट्रॉनिक परिवर्तक को दो मुख्य श्रेणियों में बांटा गया है:
 * लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक (एलसीसी)
 * वोल्टेज-सोर्स्ड कन्वर्टर्स, या धारा-सोर्स कन्वर्टर्स।

लाइन-परिवर्तित परिवर्तक
वर्तमान प्रचालन में अधिकांश एचवीडीसी प्रणालियाँ लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक पर आधारित हैं।

मूलभूत एलसीसी कॉन्फ़िगरेशन तीन-चरण ब्रिज रेक्टिफायर या पॉलीफ़ेज़ डायोड ब्रिज या छह-पल्स ब्रिज का उपयोग करता है, जिसमें छह इलेक्ट्रॉनिक स्विच होते हैं, प्रत्येक तीन चरणों में से को दो डीसी रेल में से से जोड़ता है। पूर्ण स्विचिंग तत्व को सामान्यतः वाल्व के रूप में जाना जाता है, तथापि इसकी संरचना कुछ भी हो। चूंकि, केवल प्रत्येक 60° पर चरण परिवर्तन के साथ, इस व्यवस्था का उपयोग करने पर डीसी और एसी दोनों टर्मिनलों पर अधिक कुल हार्मोनिक विरूपण उत्पन्न होता है।

इस व्यवस्था के विस्तार में बारह-पल्स पुल में 12 वाल्वों का उपयोग किया जाता है। परिवर्तन से पहले एसी को दो अलग-अलग तीन चरण की आपूर्ति में विभाजित किया गया है। फिर आपूर्ति के सेटों में से को स्टार (वाईई) सेकेंडरी के लिए कॉन्फ़िगर किया जाता है, दूसरे को डेल्टा सेकेंडरी के लिए, तीन चरणों के दो सेटों के मध्य 30° चरण का अंतर स्थापित किया जाता है। तीन चरणों के दो सेटों में से प्रत्येक को दो डीसी रेल से जोड़ने वाले बारह वाल्वों के साथ, हर 30° पर चरण परिवर्तन होता है, और हार्मोनिक्स अधिक कम हो जाते हैं। इस कारण से बारह-पल्स प्रणाली 1970 के दशक से निर्मित अधिकांश लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक एचवीडीसी प्रणालियों पर मानक बन गई है।

लाइन कम्यूटेटेड परिवर्तक के साथ, परिवर्तक में केवल डिग्री की स्वतंत्रता होती है - फायरिंग कोण, जो वाल्व में वोल्टेज के धनात्मक होने (जिस बिंदु पर वाल्व डायोड से बना होता है तो वाल्व संचालित करना प्रारंभ कर देगा) और अवरोध चालू होने के मध्य समय विलंब का प्रतिनिधित्व करता है। फायरिंग कोण बढ़ने पर परिवर्तक का डीसी आउटपुट वोल्टेज निरंतर कम धनात्मक हो जाता है: 90° तक का फायरिंग कोण सुधार के अनुरूप होता है और परिणाम धनात्मक डीसी वोल्टेज होता है, जबकि 90° से ऊपर का फायरिंग कोण व्युत्क्रम के अनुरूप होता है और परिणाम ऋणात्मक डीसी वोल्टेज होता है। फायरिंग कोण के लिए व्यावहारिक ऊपरी सीमा लगभग 150-160° है क्योंकि इससे ऊपर, वाल्व के पास अपर्याप्त टर्नऑफ़ समय होगा।

प्रारंभिक एलसीसी प्रणालियों में पारा-आर्क वाल्वों का उपयोग किया जाता था, जो सशक्त होते थे किन्तु उच्च रखरखाव की आवश्यकता होती थी। इस कारण से, प्रत्येक छह-पल्स पुल पर बाईपास स्विचगियर के साथ अनेक पारा-आर्क एचवीडीसी प्रणाली बनाए गए थे जिससे एचवीडीसी योजना को रखरखाव की छोटी अवधि के लिए छह-पल्स मोड में संचालित किया जा सके। अंतिम पारा आर्क प्रणाली 2012 में बंद कर दी गई थी।

थाइरिस्टर वाल्व का उपयोग पहली बार 1972 में एचवीडीसी प्रणाली में किया गया था। थाइरिस्टर डायोड के समान ठोस-अवस्था अर्धचालक उपकरण है, किन्तु अतिरिक्त नियंत्रण टर्मिनल के साथ जिसका उपयोग एसी चक्र के समय विशेष क्षण में उपकरण को स्विच करने के लिए किया जाता है। क्योंकि एचवीडीसी प्रणालियों में वोल्टेज, कुछ स्तिथियों में 800 केवी तक, उपयोग किए गए थाइरिस्टर के ब्रेकडाउन वोल्टेज से कहीं अधिक है, एचवीडीसी थाइरिस्टर वाल्व श्रृंखला में बड़ी संख्या में थाइरिस्टर का उपयोग करके बनाए जाते हैं। ग्रेडिंग संधारित्र और रेसिस्टर्स जैसे अतिरिक्त निष्क्रिय घटकों को प्रत्येक थाइरिस्टर के साथ समानांतर में जोड़ने की आवश्यकता होती है जिससे यह सुनिश्चित किया जा सके कि वाल्व में वोल्टेज थाइरिस्टर के मध्य समान रूप से साझा किया जाता है। थाइरिस्टर प्लस इसके ग्रेडिंग परिपथ और अन्य सहायक उपकरण को थाइरिस्टर स्तर के रूप में जाना जाता है। प्रत्येक थाइरिस्टर वाल्व में सामान्यतः दसियों या सैकड़ों थाइरिस्टर स्तर होते हैं, जिनमें से प्रत्येक पृथ्वी के संबंध में अलग (उच्च) क्षमता पर काम करता है। इसलिए थाइरिस्टर को चालू करने की कमांड जानकारी केवल तार संबंध का उपयोग करके नहीं भेजी जा सकती - इसे अलग करने की आवश्यकता है। पृथक्करण विधि चुंबकीय हो सकती है किन्तु सामान्यतः ऑप्टिकल होती है। दो ऑप्टिकल विधियों: अप्रत्यक्ष और प्रत्यक्ष ऑप्टिकल ट्रिगरिंग का उपयोग किया जाता है। अप्रत्यक्ष ऑप्टिकल ट्रिगरिंग विधि में, कम-वोल्टेज नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स ऑप्टिकल फाइबर के साथ प्रकाश दालों को उच्च-पक्ष नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स में भेजते हैं, जो प्रत्येक थाइरिस्टर में वोल्टेज से अपनी शक्ति प्राप्त करता है। वैकल्पिक प्रत्यक्ष ऑप्टिकल ट्रिगरिंग विधि अधिकांश उच्च -साइड इलेक्ट्रॉनिक्स को समाप्त कर देती है, इसके अतिरिक्त थाइरिस्टर को स्विच करने के लिए नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स से प्रकाश दालों का उपयोग करती है या लाइट ट्रिगर थाइरिस्टर (एलटीटी), चूंकि वाल्व की सुरक्षा के लिए अभी भी छोटी देख-रेख इलेक्ट्रॉनिक्स इकाई की आवश्यकता हो सकती है।

एक लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक में, डीसी धारा (सामान्यतः) दिशा नहीं बदल सकता है; यह बड़े प्रेरण के माध्यम से बहती है और इसे लगभग स्थिर माना जा सकता है। एसी पक्ष पर, परिवर्तक लगभग वर्तमान स्रोत के रूप में व्यवहार करता है, जो एसी नेटवर्क में ग्रिड-फ़्रीक्वेंसी और हार्मोनिक धाराओं दोनों को इंजेक्ट करता है। इस कारण से, एचवीडीसी के लिए लाइन कम्यूटेटेड परिवर्तक को धारा-सोर्स इन्वर्टर भी माना जाता है।

वोल्टेज-स्रोत कन्वर्टर्स
क्योंकि थाइरिस्टर को केवल नियंत्रण क्रिया द्वारा चालू (बंद नहीं) किया जा सकता है, नियंत्रण प्रणाली में स्वतंत्रता की केवल ही डिग्री होती है - थाइरिस्टर को कब चालू करना है। कुछ परिस्थितियों में यह महत्वपूर्ण सीमा है।

कुछ अन्य प्रकार के अर्धचालक उपकरण जैसे आईजीबीटी ट्रांजिस्टर इंसुलेटेड-गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी) के साथ, टर्न-ऑन और टर्न-ऑफ दोनों को नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे स्वतंत्रता की दूसरी डिग्री मिलती है। परिणामस्वरूप, उनका उपयोग स्व-कम्यूटेटेड परिवर्तक बनाने के लिए किया जा सकता है। ऐसे परिवर्तक में, डीसी वोल्टेज की विद्युत ध्रुवता सामान्यतः तय होती है और डीसी वोल्टेज, धारिता संधारित्र होने के कारण, स्थिर माना जा सकता है। इस कारण से, आईजीबीटी का उपयोग करने वाले एचवीडीसी परिवर्तक को सामान्यतः वोल्टेज स्रोत परिवर्तक के रूप में जाना जाता है। विशेष रूप से हार्मोनिक प्रदर्शन को उत्तम बनाने के लिए आईजीबीटी को प्रति चक्र अनेक बार चालू और बंद करने की क्षमता के अतिरिक्त नियंत्रणीयता अनेक लाभ देती है। स्व-कम्यूटेटेड होने के कारण, परिवर्तक अब अपने संचालन के लिए एसी प्रणाली में सिंक्रोनस मशीनों पर निर्भर नहीं रहता है। इसलिए वोल्टेज सोर्स परिवर्तक केवल निष्क्रिय लोड वाले एसी नेटवर्क को विद्युत प्रदान कर सकता है, जो कि एलसीसी एचवीडीसी के साथ असंभव है।

वोल्टेज सोर्स परिवर्तक पर आधारित एचवीडीसी प्रणाली सामान्यतः छह-पल्स संबंध का उपयोग करते हैं क्योंकि परिवर्तक तुलनीय एलसीसी की तुलना में बहुत कम हार्मोनिक विरूपण उत्पन्न करता है और बारह-पल्स संबंध अनावश्यक है।

2012 तक निर्मित अधिकांश वीएससी एचवीडीसी प्रणाली दो स्तरीय परिवर्तक पर आधारित थे, जिसे छह पल्स ब्रिज के रूप में माना जा सकता है जिसमें थाइरिस्टर को व्युत्क्रम-समानांतर डायोड के साथ आईजीबीटी द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, और डीसी स्मूथिंग रिएक्टरों को डीसी स्मूथिंग संधारित्र द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है। ऐसे परिवर्तक्स का नाम प्रत्येक चरण के एसी आउटपुट पर अलग, दो वोल्टेज स्तरों से लिया गया है जो धनात्मक और ऋणात्मक डीसी टर्मिनलों की विद्युत क्षमता के अनुरूप हैं। पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) का उपयोग सामान्यतः परिवर्तक के हार्मोनिक विरूपण को उत्तम बनाने के लिए किया जाता है।

कुछ एचवीडीसी प्रणाली तीन स्तर के परिवर्तक्स के साथ बनाए गए हैं, किन्तु आज अधिकांश नए वीएससी एचवीडीसी प्रणाली किसी न किसी प्रकार के बहु लेवल परिवर्तक के साथ बनाए जा रहे हैं, सबसे सामान्यतः मॉड्यूलर बहु लेवल परिवर्तक (एमएमसी), जिसमें प्रत्येक वाल्व में अनेक स्वतंत्र परिवर्तक सबमॉड्यूल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में अपना स्वयं का स्टोरेज संधारित्र होता है। प्रत्येक सबमॉड्यूल में आईजीबीटी या तो संधारित्र को बायपास करते हैं या इसे परिपथ में जोड़ते हैं, जिससे वाल्व को हार्मोनिक विरूपण के बहुत कम स्तर के साथ चरणबद्ध वोल्टेज को संश्लेषित करने की अनुमति मिलती है।

परिवर्तक ट्रांसफार्मर
प्रत्येक परिवर्तक के एसी पक्ष में, ट्रांसफार्मर का बैंक, अधिकांशतः तीन भौतिक रूप से अलग किए गए एकल-चरण ट्रांसफार्मर, स्थानीय अर्थ प्रदान करने के लिए, और सही अंतिम डीसी वोल्टेज सुनिश्चित करने के लिए, स्टेशन को एसी आपूर्ति से अलग करते हैं। फिर इन ट्रांसफार्मर का आउटपुट परिवर्तक से जुड़ा होता है।

एलसीसी एचवीडीसी योजनाओं के लिए परिवर्तक ट्रांसफार्मर उनके माध्यम से प्रवाहित होने वाले हार्मोनिक धाराओं के उच्च स्तर के कारण अधिक विशिष्ट हैं, और क्योंकि माध्यमिक घुमावदार विसंवाहक स्थायी डीसी वोल्टेज का अनुभव करता है, जो टैंक के अंदर इन्सुलेटिंग संरचना (वाल्व पक्ष को अधिक ठोस विसंवाहक की आवश्यकता होती है) के डिजाइन को प्रभावित करता है। एलसीसी प्रणाली में, ट्रांसफार्मर को हार्मोनिक रद्दीकरण के लिए आवश्यक 30° चरण शिफ्ट प्रदान करने की भी आवश्यकता होती है।

वीएससी एचवीडीसी प्रणाली के लिए परिवर्तक ट्रांसफार्मर सामान्यतः एलसीसी एचवीडीसी प्रणाली की तुलना में डिजाइन में सरल और अधिक पारंपरिक होते हैं।

प्रतिक्रियाशील शक्ति
लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक का उपयोग करने वाले एचवीडीसी प्रणाली का बड़ा दोष यह है कि परिवर्तक स्वाभाविक रूप से वास्तविक विद्युत की खपत करते हैं। एसी प्रणाली से परिवर्तक में प्रवाहित होने वाली एसी धारा एसी वोल्टेज से पीछे रह जाती है, जिससे कि, सक्रिय विद्युत प्रवाह की दिशा के अतिरिक्त, परिवर्तक सदैव प्रतिक्रियाशील शक्ति को अवशोषित करता है, शंट रिएक्टर के समान व्यवहार करता है। आदर्श परिस्थितियों में अवशोषित प्रतिक्रियाशील शक्ति कम से कम 0.5 Mvar/MW है और जब परिवर्तक सामान्य फायरिंग या विलुप्त होने के कोण से अधिक या कम डीसी वोल्टेज पर काम कर रहा हो तो यह इससे अधिक हो सकता है।

चूंकि विद्युत स्टेशनों से सीधे जुड़े एचवीडीसी परिवर्तक स्टेशनों पर कुछ प्रतिक्रियाशील शक्ति जनरेटर द्वारा स्वयं प्रदान की जा सकती है, अधिकतर स्तिथियों में परिवर्तक द्वारा खपत की गई प्रतिक्रियाशील विद्युत परिवर्तक के एसी टर्मिनलों पर जुड़े शंट संधारित्र के बैंकों द्वारा प्रदान की जानी चाहिए। शंट संधारित्र सामान्यतः सीधे ग्रिड वोल्टेज से जुड़े होते हैं किन्तु कुछ स्तिथियों में परिवर्तक ट्रांसफार्मर पर तृतीयक वाइंडिंग के माध्यम से कम वोल्टेज से जुड़े हो सकते हैं।

चूँकि खपत की गई प्रतिक्रियाशील शक्ति संचारित होने वाली सक्रिय शक्ति पर निर्भर करती है, कम संचारित शक्ति पर उत्पन्न होने वाली प्रतिक्रियाशील शक्ति के अधिशेष को रोकने के लिए शंट संधारित्र को सामान्यतः अनेक स्विचेबल बैंकों (सामान्यतः चार प्रति परिवर्तक) में विभाजित करने की आवश्यकता होती है।

शंट संधारित्र को लगभग सदैव ट्यूनिंग रिएक्टर और, जहां आवश्यक हो, डंपिंग रेसिस्टर्स प्रदान किए जाते हैं जिससे वे हार्मोनिक फिल्टर के रूप में दोहरी भूमिका निभा सकें।

दूसरी ओर, वोल्टेज-स्रोत परिवर्तक या तो मांग पर प्रतिक्रियाशील शक्ति का उत्पादन या उपभोग कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सामान्यतः किसी अलग शंट संधारित्र की आवश्यकता नहीं होती है (केवल निस्पंदन के लिए आवश्यक संधारित्र के अतिरिक्त)।

हार्मोनिक्स और फ़िल्टरिंग
सभी शक्ति इलेक्ट्रॉनिक्स परिवर्तक एसी और डीसी प्रणाली पर कुछ सीमा तक हार्मोनिक विरूपण उत्पन्न करते हैं जिनसे वे जुड़े हुए हैं, और एचवीडीसी परिवर्तक कोई अपवाद नहीं हैं।

वर्तमान में विकसित मॉड्यूलर बहु लेवल परिवर्तक (एमएमसी) के साथ, हार्मोनिक विरूपण का स्तर व्यावहारिक रूप से नगण्य हो सकता है, किन्तु लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक्स और सरल प्रकार के वोल्टेज-स्रोत परिवर्तक्स के साथ, परिवर्तक के एसी और डीसी दोनों पक्षों पर अधिक हार्मोनिक विरूपण उत्पन्न हो सकता है। परिणामस्वरूप, ऐसे परिवर्तक के एसी टर्मिनलों पर हार्मोनिक फिल्टर की लगभग सदैव आवश्यकता होती है, और ओवरहेड लाइनों का उपयोग करने वाली एचवीडीसी संचरण योजनाओं में, डीसी पक्ष पर भी इसकी आवश्यकता हो सकती है।

लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक के लिए फ़िल्टर
लाइन-कम्यूटेटेड एचवीडीसी परिवर्तक का मूल बिल्डिंग-ब्लॉक छह-पल्स पुल है। यह व्यवस्था वर्तमान स्रोत के रूप में कार्य करके एसी प्रणाली में क्रम 6n±1 के हार्मोनिक धाराओं को इंजेक्ट करके और डीसी वोल्टेज पर आरोपित क्रम 6n के हार्मोनिक वोल्टेज उत्पन्न करके बहुत उच्च स्तर के हार्मोनिक विरूपण उत्पन्न करती है।

ऐसे हार्मोनिक्स को दबाने में सक्षम हार्मोनिक फिल्टर प्रदान करना बहुत बहुमूल्य है, इसलिए बारह-पल्स ब्रिज (श्रृंखला में दो छह-पल्स ब्रिज और उनके मध्य 30 डिग्री चरण परिवर्तन के साथ) के रूप में जाना जाने वाला प्रकार लगभग सदैव उपयोग किया जाता है। बारह-पल्स व्यवस्था के साथ, हार्मोनिक्स अभी भी उत्पादित होते हैं किन्तु केवल एसी तरफ 12n±1 और डीसी तरफ 12n क्रम पर है। ऐसे हार्मोनिक्स को दबाने का कार्य अभी भी चुनौतीपूर्ण है, किन्तु प्रबंधनीय है।

एचवीडीसी के लिए लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक सामान्यतः एसी पक्ष पर 11वें और 13वें हार्मोनिक्स और डीसी पक्ष पर 12वें हार्मोनिक्स से सामना करने के लिए डिज़ाइन किए गए हार्मोनिक फिल्टर के संयोजन के साथ प्रदान किए जाते हैं। कभी-कभी, एसी की तरफ 23वें, 25वें, 35वें, 37वें... और डीसी की तरफ 24वें, 36वें... से सामना करने के लिए उच्च -पास फिल्टर प्रदान किए जा सकते हैं। कभी-कभी, एसी फिल्टर को तीसरे या पांचवें हार्मोनिक्स जैसे निचले-क्रम, गैर-विशेषता वाले हार्मोनिक्स पर भी डंपिंग प्रदान करने की आवश्यकता हो सकती है।

एचवीडीसी परिवर्तक स्टेशनों के लिए एसी हार्मोनिक फिल्टर को डिजाइन करने का कार्य सम्मिश्र और कम्प्यूटेशनल रूप से गहन है, क्योंकि यह सुनिश्चित करने के अतिरिक्त कि परिवर्तक एसी प्रणाली पर अस्वीकार्य स्तर के वोल्टेज विरूपण का उत्पादन नहीं करता है, यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि हार्मोनिक फिल्टर एसी प्रणाली में कहीं और कुछ घटकों के साथ प्रतिध्वनित न हों। एसी फिल्टर को डिजाइन करने के लिए, आवृत्तियों की विस्तृत श्रृंखला पर एसी प्रणाली के हार्मोनिक प्रतिबाधा का विस्तृत ज्ञान आवश्यक है।

डीसी फिल्टर केवल ओवरहेड लाइनों से जुड़े एचवीडीसी संचरण प्रणाली के लिए आवश्यक हैं। वोल्टेज विरूपण अपने आप में कोई समस्या नहीं है, क्योंकि उपभोक्ता प्रणाली के डीसी टर्मिनलों से सीधे कनेक्ट नहीं होते हैं, इसलिए डीसी फिल्टर के लिए मुख्य डिजाइन मानदंड यह सुनिश्चित करना है कि डीसी लाइनों में प्रवाहित होने वाली हार्मोनिक धाराएं पास की खुली तार वाली टेलीफोन लाइनों में हस्तक्षेप उत्पन्न न करें। डिजिटल मोबाइल दूरसंचार प्रणालियों में वृद्धि के साथ, जो हस्तक्षेप के प्रति बहुत कम संवेदनशील हैं, एचवीडीसी प्रणालियों के लिए डीसी फिल्टर कम महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं।

वोल्टेज-सोर्स्ड परिवर्तक के लिए फ़िल्टर
कुछ प्रकार के वोल्टेज-सोर्स्ड परिवर्तक हार्मोनिक विरूपण के इतने निम्न स्तर का उत्पादन कर सकते हैं कि किसी भी फिल्टर की आवश्यकता नहीं होती है। चूंकि, पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) के साथ उपयोग किए जाने वाले दो-स्तरीय परिवर्तक जैसे परिवर्तक प्रकारों को अभी भी कुछ निस्पंदन की आवश्यकता होती है, तथापि लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक प्रणाली की तुलना में कम हो।

ऐसे परिवर्तक के साथ, हार्मोनिक स्पेक्ट्रम सामान्यतः लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक की तुलना में उच्च आवृत्तियों पर स्थानांतरित हो जाता है। यह सामान्यतः फ़िल्टर उपकरण को छोटा करने की अनुमति देता है। प्रमुख हार्मोनिक आवृत्तियाँ पीडब्लूएम आवृत्ति के साइडबैंड और उसके गुणक हैं। एचवीडीसी अनुप्रयोगों में, पीडब्लूएम आवृत्ति सामान्यतः 1 से 2 किलोहर्ट्ज़ के आसपास होती है।

मोनोपोल
मोनोपोल कॉन्फ़िगरेशन में रेक्टिफायर का टर्मिनल अर्थ ग्राउंड से जुड़ा होता है। दूसरा टर्मिनल, भूमि के सापेक्ष उच्च वोल्टेज पर, संचरण लाइन से जुड़ा है। ग्राउंड (विद्युत) टर्मिनल को दूसरे संचालक के माध्यम से इनवर्टिंग स्टेशन पर संबंधित संबंध से जोड़ा जा सकता है।

यदि कोई धात्विक रिटर्न संचालक स्थापित नहीं है, तो दो इलेक्ट्रोडों के मध्य पृथ्वी (या जल) में धारा प्रवाहित होता है। यह व्यवस्था प्रकार का एकल -वायर अर्थ रिटर्न प्रणाली है।

इलेक्ट्रोड सामान्यतः स्टेशनों से कुछ दसियों किलोमीटर की दूरी पर स्थित होते हैं और मध्यम-वोल्टेज इलेक्ट्रोड लाइन के माध्यम से स्टेशनों से जुड़े होते हैं। इलेक्ट्रोड का डिज़ाइन स्वयं इस बात पर निर्भर करता है कि वे भूमि पर, किनारे पर या समुद्र में स्थित हैं। पृथ्वी वापसी के साथ एकध्रुवीय विन्यास के लिए, पृथ्वी धारा प्रवाह दिशाहीन है, जिसका अर्थ है कि इलेक्ट्रोड (कैथोड) में से का डिज़ाइन अपेक्षाकृत सरल हो सकता है, चूंकि एनोड इलेक्ट्रोड का डिज़ाइन अधिक सम्मिश्र है।

लंबी दूरी के संचरण के लिए, समर्पित तटस्थ संचालक का उपयोग करने वाले विकल्पों की तुलना में अर्थ रिटर्न अधिक सस्ता हो सकता है, किन्तु इससे निम्न समस्याएं हो सकती हैं:


 * लंबे समय से दबी हुई धातु की वस्तुओं जैसे पाइपलाइन परिवहन का विद्युत रासायनिक क्षरण है
 * समुद्री जल में अंडरवाटर अर्थ-रिटर्न इलेक्ट्रोड क्लोरीन का उत्पादन कर सकते हैं या अन्यथा जल रसायन को प्रभावित कर सकते हैं।
 * असंतुलित वर्तमान पथ के परिणामस्वरूप शुद्ध चुंबकीय क्षेत्र हो सकता है, जो जल के नीचे केबल के ऊपर से निकलने वाले जहाजों के लिए चुंबकीय मार्गदर्शन दिशा सूचक यंत्र को प्रभावित कर सकता है।

इन प्रभावों को मोनोपोलर संचरण लाइन के दोनों सिरों के मध्य धातु रिटर्न संचालक की स्थापना से समाप्त किया जा सकता है। चूंकि परिवर्तक का टर्मिनल पृथ्वी से जुड़ा हुआ है, रिटर्न संचालक को पूर्ण संचरण वोल्टेज के लिए इन्सुलेट करने की आवश्यकता नहीं है जो इसे उच्च-वोल्टेज संचालक की तुलना में कम बहुमूल्य बनाता है। धात्विक रिटर्न संचालक का उपयोग करना है या नहीं इसका निर्णय आर्थिक, तकनीकी और पर्यावरणीय कारकों पर आधारित है।

शुद्ध ओवरहेड लाइनों के लिए आधुनिक मोनोपोलर प्रणाली सामान्यतः 1.5 गीगावॉट क्षमता रखते हैं। यदि भूमिगत या जल के नीचे केबल का उपयोग किया जाता है, तो सामान्य मान 600 मेगावाट है।

अधिकांश एकध्रुवीय प्रणालियाँ वर्तमान में द्विध्रुवीय विस्तार के लिए डिज़ाइन की गई हैं। संचरण लाइन टावरों को दो संचालकों को ले जाने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, तथापि प्रारंभ में मोनोपोल संचरण प्रणाली के लिए केवल का उपयोग किया गया हो। दूसरा संचालक या तो अप्रयुक्त है, इलेक्ट्रोड लाइन के रूप में उपयोग किया जाता है या दूसरे के साथ समानांतर में जुड़ा (बाल्टिक केबल के स्तिथि में) हुआ है।

सममित मोनोपोल
एक विकल्प दो उच्च-वोल्टेज संचालकों का उपयोग करना है, जो डीसी वोल्टेज के लगभग आधे पर काम करते हैं, प्रत्येक छोर पर केवल परिवर्तक होता है। इस व्यवस्था में, जिसे सममित मोनोपोल के रूप में जाना जाता है, परिवर्तक को केवल उच्च प्रतिबाधा के माध्यम से अर्थ किया जाता है और इसमें कोई अर्थ धारा नहीं होता है। सममित मोनोपोल व्यवस्था लाइन-कम्यूटेटेड परिवर्तक (नॉर्नेड इंटरकनेक्टर दुर्लभ उदाहरण है) के साथ असामान्य है, किन्तु जब केबल का उपयोग किया जाता है तो वोल्टेज सोर्स परिवर्तक के साथ यह बहुत सामान्य है।

द्विध्रुवी
द्विध्रुवी संचरण में संचालकों की जोड़ी का उपयोग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक विपरीत ध्रुवता में भूमि के संबंध में उच्च क्षमता पर होता है। चूंकि इन संचालकों को पूर्ण वोल्टेज के लिए इन्सुलेट किया जाना चाहिए, इसलिए संचरण लाइन की निवेश रिटर्न संचालक वाले मोनोपोल से अधिक है। चूंकि, द्विध्रुवी संचरण के अनेक लाभ हैं जो इसे आकर्षक विकल्प बना सकते हैं।


 * सामान्य भार के अधीन, नगण्य पृथ्वी-धारा प्रवाहित होती है, जैसा कि धात्विक पृथ्वी-वापसी के साथ एकध्रुवीय संचरण के स्तिथि में होता है। इससे पृथ्वी की वापसी हानि और पर्यावरणीय प्रभाव कम हो जाते हैं।
 * जब किसी लाइन में कोई दोष विकसित होता है, तो लाइन के प्रत्येक छोर पर अर्थ रिटर्न इलेक्ट्रोड स्थापित होने पर, लगभग आधी रेटेड शक्ति पृथ्वी को रिटर्न पथ के रूप में उपयोग करते हुए, मोनोपोलर मोड में काम करते हुए प्रवाहित होती रह सकती है।
 * चूंकि किसी दी गई कुल शक्ति रेटिंग के लिए द्विध्रुवी लाइन का प्रत्येक संचालक मोनोपोलर लाइनों की केवल आधी धारा वहन करता है, इसलिए उसी रेटिंग की मोनोपोलर लाइन की तुलना में दूसरे संचालक की निवेश कम हो जाती है।
 * बहुत प्रतिकूल क्षेत्र में, दूसरे संचालक को संचरण टावरों के स्वतंत्र सेट पर ले जाया जा सकता है, जिससे लाइन क्षतिग्रस्त होने पर भी कुछ विद्युत प्रसारित होती रहे।

धात्विक अर्थ रिटर्न संचालक के साथ द्विध्रुवी प्रणाली भी स्थापित की जा सकती है।

चीन में निंगडोंग-शेडोंग परियोजना की तरह, द्विध्रुवी प्रणाली प्रति पोल परिवर्तक के साथ ±660 केवी के वोल्टेज पर 4 गीगावॉट तक ले जा सकती है। 2,000 मेगावाट प्रति बारह-पल्स परिवर्तक की शक्ति रेटिंग के साथ, उस परियोजना के लिए परिवर्तक्स (2010 तक) अब तक बनाए गए सबसे शक्तिशाली एचवीडीसी परिवर्तक्स थे। प्रत्येक ध्रुव में श्रृंखला में दो या अधिक बारह-पल्स परिवर्तक्स को जोड़कर और भी उच्च शक्तियाँ प्राप्त की जा सकती हैं, जैसा कि चीन में ±800 केवी ज़ियांगजीबा-शंघाई एचवीडीसी प्रणाली में उपयोग किया जाता है।

प्रारंभ में मोनोपोल के रूप में प्रारंभ की गई पनडुब्बी केबल स्थापनाओं को अतिरिक्त केबलों के साथ उन्नत किया जा सकता है और बाइपोल के रूप में संचालित किया जा सकता है।

एक द्विध्रुवीय योजना प्रयुक्त की जा सकती है जिससे या दोनों ध्रुवों की ध्रुवीयता को परिवर्तन किया जा सके। यह दो समानांतर मोनोपोल के रूप में संचालन की अनुमति देता है। यदि संचालक विफल हो जाता है, तो भी संचरण कम क्षमता पर जारी रह सकता है। यदि ग्राउंड इलेक्ट्रोड और लाइनें इस मोड में अतिरिक्त धारा के लिए डिज़ाइन नहीं की गई हैं तो हानि बढ़ सकता है। इस स्तिथि में घाटे को कम करने के लिए, मध्यवर्ती स्विचिंग स्टेशन स्थापित किए जा सकते हैं, जिस पर लाइन खंडों को बंद या समानांतर किया जा सकता है। यह इंगा-शाबा एचवीडीसी में किया गया था।

बैक टू बैक
बैक-टू-बैक स्टेशन (या संक्षेप में बी2बी) एक ऐसा संयंत्र है जिसमें दोनों कन्वर्टर सामान्यतः एक ही भवन में एक ही क्षेत्र में होते हैं। प्रत्यक्ष धारा लाइन की लंबाई यथासंभव कम रखी जाती है। एचवीडीसी बैक-टू-बैक स्टेशनों का उपयोग किया जाता है
 * विभिन्न आवृत्तियों के विद्युत ग्रिडों का युग्मन (जैसा कि जापान या संचरण और दक्षिण अमेरिका में विद्युत क्षेत्र में; और संयुक्त अरब अमीरात और सऊदी अरब (50 हर्ट्ज) के मध्य जीसीसी इंटरकनेक्टर 2009 में पूरा हुआ)
 * समान नाममात्र आवृत्ति के दो नेटवर्क को युग्मित करना किन्तु कोई निश्चित चरण संबंध नहीं (जैसा कि 1995/96 तक जीकेके एटजेनरिच्ट, जीके डर्नरोहर डर्नरोहर, जीके वियना-दक्षिणपूर्व और वायबोर्ग एचवीडीसी योजना में) था।
 * विभिन्न आवृत्ति और चरण संख्या (उदाहरण के लिए, कर्षण वर्तमान परिवर्तक संयंत्रों के प्रतिस्थापन के रूप में)

कम संचालक लंबाई के कारण मध्यवर्ती परिपथ में डीसी वोल्टेज को एचवीडीसी बैक-टू-बैक स्टेशनों पर स्वतंत्र रूप से चुना जा सकता है। छोटा वाल्व हॉल बनाने और प्रत्येक वाल्व में श्रृंखला में जुड़े थाइरिस्टर की संख्या को कम करने के लिए डीसी वोल्टेज को सामान्यतः जितना संभव हो उतना कम चुना जाता है। इस कारण से, एचवीडीसी बैक-टू-बैक स्टेशनों पर, उच्चतम उपलब्ध वर्तमान रेटिंग (कुछ स्तिथियों में, 4,500 ए तक) वाले वाल्व का उपयोग किया जाता है।

बहु -टर्मिनल प्रणाली
एचवीडीसी लिंक के सबसे सामान्य विन्यास में दो परिवर्तक स्टेशन होते हैं जो ओवरहेड विद्युत लाइन या अंडरसी केबल से जुड़े होते हैं।

दो से अधिक बिंदुओं को जोड़ने वाले बहु -टर्मिनल एचवीडीसी लिंक दुर्लभ हैं। एकाधिक टर्मिनलों का विन्यास श्रृंखला, समानांतर, या संकर (श्रृंखला और समानांतर का मिश्रण) हो सकता है। बड़ी क्षमता वाले स्टेशनों के लिए समानांतर विन्यास का उपयोग किया जाता है, और कम क्षमता वाले स्टेशनों के लिए श्रृंखला का उपयोग किया जाता है। इसका उदाहरण 1992 में खोला गया 2,000 मेगावाट क्यूबेक - न्यू इंग्लैंड संचरण है, जो वर्तमान में संसार का सबसे बड़ा बहु -टर्मिनल एचवीडीसी प्रणाली है।

बहु -टर्मिनल प्रणाली को लाइन कम्यूटेटेड परिवर्तक का उपयोग करना कठिन होता है क्योंकि डीसी वोल्टेज की ध्रुवीयता को उलटने से विद्युत का उलटा प्रभाव पड़ता है, जो प्रणाली से जुड़े सभी परिवर्तक को प्रभावित करता है। वोल्टेज सोर्स्ड परिवर्तक के साथ, धारा की दिशा को उलट कर शक्ति रिवर्सल प्राप्त किया जाता है, जिससे समानांतर-कनेक्टेड बहु -टर्मिनल प्रणाली को नियंत्रित करना बहुत सरल हो जाता है। इस कारण से, निकट वर्तमान में बहु -टर्मिनल प्रणाली के और अधिक सामान्य होने की आशा है।

पर्यावरण संबंधी लक्ष्यों को ध्यान में रखते हुए, चीन विद्युत की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए अपने ग्रिड का विस्तार कर रहा है। चाइना सदर्न शक्ति ग्रिड ने 2011 में तीन टर्मिनल वीएससी एचवीडीसी पायलट प्रोजेक्ट प्रारंभ किया। इस परियोजना ने ±160 केवी/200 मेगावाट-100 मेगावाट-50 मेगावाट की रेटिंग डिजाइन की है और इसका उपयोग एचवीडीसी भूमि केबल समुद्र के 32 km संयोजन के माध्यम से नानाओ द्वीप पर उत्पन्न पवन ऊर्जा को मुख्य भूमि गुआंग्डोंग पावर ग्रिड में लाने के लिए किया जाएगा। एचवीडीसी भूमि केबल, समुद्री केबल और ओवरहेड लाइनों के संयोजन का। यह परियोजना 19 दिसंबर 2013 को चालू की गई थी।

भारत में, बहु -टर्मिनल उत्तर-पूर्व आगरा परियोजना को 2015-2017 में चालू करने की योजना है। इसकी रेटिंग 6,000 मेगावाट है, और यह पूर्व में विश्वनाथ चराली और अलीपुरद्वार में दो परिवर्तक स्टेशनों से ±800 केवी द्विध्रुवीय लाइन पर विद्युत पहुंचाता है, जो कि भारत के आगरा में परिवर्तक से 30 किमी की दूरी 1,728 km पर स्थित है।.

अन्य व्यवस्थाएँ
क्रॉस-स्केगरैक में 1993 से 3 ध्रुव सम्मिलित थे, जिनमें से 2 को समानांतर में स्विच किया गया था और तीसरे ने उच्च संचरण वोल्टेज के साथ विपरीत ध्रुवता का उपयोग किया था। यह कॉन्फ़िगरेशन 2014 में समाप्त हो गया जब पोल 1 और 2 को फिर से बाइपोल में काम करने के लिए बनाया गया और पोल 3 (एलसीसी) नए पोल 4 (वीएससी) के साथ बाइपोल में काम करता है। यह पहला एचवीडीसी संचरण है जहां एलसीसी और वीएससी ध्रुव द्विध्रुव में सहयोग करते हैं।

इसी तरह की व्यवस्था 1992 में क्षमता उन्नयन के बाद न्यूजीलैंड में एचवीडीसी इंटर-आइलैंड थी, जिसमें दो मूल परिवर्तक्स (पारा-आर्क वाल्व का उपयोग करके) को ही ध्रुव को खिलाने के लिए समानांतर-स्विच किया गया था और विपरीत ध्रुवता और उच्च ऑपरेशन वोल्टेज के साथ नया तीसरा (थाइरिस्टर) परिवर्तक स्थापित किया गया था। यह कॉन्फ़िगरेशन 2012 में समाप्त हो गया जब दो पुराने परिवर्तक्स को एकल, नए, थाइरिस्टर परिवर्तक के साथ बदल दिया गया।

2004 में योजना का पेटेंट कराया गया इसका उद्देश्य उपस्तिथि एसी संचरण लाइनों को एचवीडीसी में परिवर्तित करना है। तीन परिपथ संचालकों में से दो को बाइपोल के रूप में संचालित किया जाता है। तीसरे संचालक का उपयोग समानांतर मोनोपोल के रूप में किया जाता है, जो रिवर्सिंग वाल्व (या रिवर्स पोलरिटी में जुड़े समानांतर वाल्व) से सुसज्जित होता है। यह द्विध्रुवीय संचालकों द्वारा भारी धाराओं को ले जाने की अनुमति देता है, और ऊर्जा संचरण के लिए स्थापित तीसरे संचालक का पूरा उपयोग करता है। बर्फ हटाने के लिए लोड की मांग कम होने पर भी लाइन संचालकों के माध्यम से उच्च धाराओं को प्रसारित किया जा सकता है।, कोई ट्राइपोल रूपांतरण प्रचालन में नहीं है, चूंकि भारत में संचरण लाइन को बाइपोल एचवीडीसी (एचईवीडीसी सीलेरु-बेसूर) में परिवर्तित कर दिया गया है।

कोरोना डिस्चार्ज
कोरोना डिस्चार्ज सशक्त विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति से तरल पदार्थ (जैसे पृथ्वी के वायुमंडल) में आयनो का निर्माण है। इलेक्ट्रॉन तटस्थ वायु से फट जाते हैं, और या तो धनात्मक आयन या इलेक्ट्रॉन संचालक की ओर आकर्षित होते हैं, जबकि आवेशित कण प्रवाहित हो जाते हैं। यह प्रभाव अधिक विद्युत हानि का कारण बन सकता है, श्रव्य और रेडियो-आवृत्ति हस्तक्षेप उत्पन्न कर सकता है, नाइट्रोजन ऑक्साइड और ओजोन जैसे विषाक्त यौगिक उत्पन्न कर सकता है और उत्पन्न हो सकता है।

एसी और डीसी दोनों ट्रांसमिशन लाइनें पहले स्तिथि में निरंतर वायु में दोलन कणों के रूप में कोरोना उत्पन्न कर सकती हैं। संचालकों के चारों ओर बने अंतरिक्ष प्रभार के कारण, एचवीडीसी प्रणाली में समान मात्रा में विद्युत ले जाने वाले उच्च वोल्टेज एसी प्रणाली की प्रति इकाई लंबाई में लगभग आधा हानि हो सकता है। मोनोपोलर संचरण के साथ ऊर्जावान संचालक की ध्रुवता की पसंद से कोरोना डिस्चार्ज पर कुछ सीमा तक नियंत्रण हो जाता है। विशेष रूप से, उत्सर्जित आयनों की ध्रुवता को नियंत्रित किया जा सकता है, जिसका ओजोन निर्माण पर पर्यावरणीय प्रभाव पड़ सकता है। कोरोना डिस्चार्ज, कोरोना डिस्चार्ज की तुलना में अधिक अधिक ओजोन उत्पन्न करता है, और इसे विद्युत लाइन के और नीचे की ओर उत्पन्न करता है, जिससे स्वास्थ्य पर प्रभाव पड़ने की संभावना उत्पन्न होती है। विद्युत ध्रुवता वोल्टेज के उपयोग से मोनोपोल एचवीडीसी विद्युत लाइनों के ओजोन प्रभाव कम हो जाएंगे।

अवलोकन
एचवीडीसी रेक्टिफायर और इनवर्टर के माध्यम से वर्तमान-प्रवाह की नियंत्रणीयता, अनसिंक्रनाइज़्ड नेटवर्क को जोड़ने में उनका अनुप्रयोग, और कुशल पनडुब्बी केबलों में उनके अनुप्रयोग का अर्थ है कि एचवीडीसी इंटरकनेक्टर अधिकांशतः विद्युत के आदान-प्रदान के लिए राष्ट्रीय या क्षेत्रीय सीमाओं पर उपयोग किए जाते हैं (उत्तरी अमेरिका में, एचवीडीसी संबंध कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका के अधिकांश भागो को अनेक विद्युत क्षेत्रों में विभाजित करते हैं जो राष्ट्रीय सीमाओं को पार करते हैं, चूंकि इन संबंध का उद्देश्य अभी भी अनसिंक्रनाइज़्ड एसी ग्रिड को दूसरे से जोड़ना है)। अपतटीय पवन फार्मों को भी समुद्र के अन्दर केबलों की आवश्यकता होती है, और उनकी टर्बाइनस असिंक्रनाइज़ होती हैं। दो स्थानों के मध्य बहुत लंबी दूरी के संबंध में, जैसे किसी दूरस्थ स्थल पर बड़े जलविद्युत संयंत्र से शहरी क्षेत्र में विद्युत संचरण, एचवीडीसी संचरण प्रणाली का उचित रूप से उपयोग किया जा सकता है; इस प्रकार की अनेक योजनाएँ बनाई गई हैं। साइबेरिया, कनाडा, भारत और स्कैंडेनेविया ई उत्तर के इंटरकनेक्टर्स के लिए, एचवीडीसी की घटी हुई लाइन-निवेश भी इसे प्रयुक्त करती है, एचवीडीसी परियोजनाओं की सूची देखें। इस आलेख में अन्य अनुप्रयोगों का उल्लेख किया गया है।

एसी नेटवर्क इंटरकनेक्टर
एसी संचरण लाइनें केवल समान आवृत्ति वाले विस्तृत क्षेत्र तुल्यकालिक ग्रिड को लाइन के दोनों सिरों के मध्य स्वीकार्य चरण अंतर की सीमा के साथ आपस में जोड़ सकती हैं। अनेक क्षेत्र जो सत्ता साझा करना चाहते हैं उनके पास अनसिंक्रनाइज़्ड नेटवर्क हैं। यूनाइटेड किंगडम, उत्तरी यूरोप और महाद्वीपीय यूरोप के शक्ति ग्रिड एकल सिंक्रनाइज़ नेटवर्क में एकजुट नहीं हैं। जापान में 50 हर्ट्ज और 60 हर्ट्ज नेटवर्क हैं। महाद्वीपीय उत्तरी अमेरिका, पूरे 60 हर्ट्ज़ पर काम करते हुए, उन क्षेत्रों में विभाजित है जो असिंक्रनाइज़: पूर्वी इंटरसंबंध, पश्चिमी इंटरसंबंध , टेक्सास इंटरसंबंध , क्यूबेक इंटरसंबंध और अलास्का इंटरसंबंध हैं। ब्राजील और परागुआ , जो विशाल इताइपु बांध जलविद्युत संयंत्र साझा करते हैं, क्रमशः 60 हर्ट्ज और 50 हर्ट्ज पर काम करते हैं। चूंकि, एचवीडीसी प्रणाली अनसिंक्रनाइज़्ड एसी नेटवर्क को इंटरकनेक्ट करना संभव बनाता है, और एसी वोल्टेज और प्रतिक्रियाशील विद्युत प्रवाह को नियंत्रित करने की संभावना भी जोड़ता है।

एक लंबी एसी संचरण लाइन से जुड़ा विद्युत जनरेटर अस्थिर हो सकता है और दूर स्थित एसी शक्ति प्रणाली के साथ सिंक्रनाइज़ेशन से बाहर हो सकता है। एचवीडीसी संचरण लिंक दूरस्थ पीढ़ी साइटों का उपयोग करना आर्थिक रूप से व्यवहार्य बना सकता है। तट से दूर स्थित पवन फार्म जल के नीचे केबल द्वारा तट तक संचरण के लिए अनेक अनसिंक्रनाइज़्ड जनरेटर से विद्युत एकत्रित करने के लिए एचवीडीसी प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं।

चूंकि, सामान्य रूप पर, एचवीडीसी विद्युत लाइन विद्युत-वितरण ग्रिड के दो एसी क्षेत्रों को आपस में जोड़ेगी। एसी और डीसी शक्ति के मध्य परिवर्तित करने वाली मशीनरी विद्युत संचरण में अधिक निवेश जोड़ती है। एसी से डीसी में रूपांतरण को रेक्टिफायर के रूप में जाना जाता है, और डीसी से एसी में शक्ति इन्वर्टर के रूप में जाना जाता है। निश्चित ब्रेक-ईवन दूरी से ऊपर (लगभग) 50 km पनडुब्बी केबलों के लिए, और कदाचित 600 – ओवरहेड केबलों के लिए), एचवीडीसी विद्युत संचालकों की कम निवेश इलेक्ट्रॉनिक्स की निवेश से अधिक है।

रूपांतरण इलेक्ट्रॉनिक्स विद्युत प्रवाह के परिमाण और दिशा को नियंत्रित करके शक्ति ग्रिड को प्रभावी रूप से प्रबंधित करने का अवसर भी प्रदान करता है। इसलिए, एचवीडीसी लिंक के अस्तित्व का अतिरिक्त लाभ संचरण ग्रिड में संभावित बढ़ी हुई स्थिरता है।

नवीकरणीय विद्युत सुपरहाइवे
अनेक अध्ययनों ने एचवीडीसी पर आधारित बहुत व्यापक क्षेत्र सुपर ग्रिड के संभावित लाभों पर प्रकाश डाला है क्योंकि वे बड़ी संख्या में भौगोलिक रूप से फैले हुए पवन फार्मों या सौर फार्मों के आउटपुट को औसत और सुचारू करके आंतरायिकता के प्रभाव को कम कर सकते हैं। सिज़िश के अध्ययन का निष्कर्ष है कि यूरोप के बाहरी क्षेत्रो को आवरण करने वाला ग्रिड वर्तमान की मूल्यों के समीप 100% नवीकरणीय ऊर्जा (70% पवन, 30% बायोमास) ला सकता है। इस प्रस्ताव की तकनीकी व्यवहार्यता पर विवाद चल रहा है और बड़ी संख्या में अंतर्राष्ट्रीय सीमाओं के पार ऊर्जा संचरण में सम्मिलित राजनीतिक संकट है। ऐसे हरित ऊर्जा सुपरहाइवे के निर्माण की वकालत श्वेत पत्र में की गई है जिसे 2009 में अमेरिकी पवन ऊर्जा एसोसिएशन और सौर ऊर्जा उद्योग संघ द्वारा जारी किया गया था। क्लीन लाइन एनर्जी पार्टनर्स लंबी दूरी की इलेक्ट्रिक शक्ति संचरण के लिए अमेरिका में चार एचवीडीसी लाइनें विकसित कर रहा है।

जनवरी 2009 में, यूरोपीय आयोग ने आयरलैंड, ब्रिटेन, नीदरलैंड, जर्मनी, डेनमार्क और स्वीडन के मध्य एचवीडीसी लिंक के विकास को सब्सिडी देने के लिए €300 मिलियन का प्रस्ताव दिया, जो पूरे यूरोप में अपतटीय पवन फार्मों और सीमा पार इंटरकनेक्टर्स के लिंक का समर्थन करने वाले व्यापक €1.2 बिलियन पैकेज के भाग के रूप में था। इस बीच, वर्तमान में स्थापित भूमध्यसागरीय संघ ने उत्तरी अफ्रीका और मध्य पूर्व से यूरोप में बड़ी मात्रा में केंद्रित सौर ऊर्जा आयात करने के लिए भूमध्यसागरीय सौर योजना को अपनाया है। जापान-ताइवान-फिलीपींस एचवीडीसी इंटरकनेक्टर 2020 में प्रस्तावित किया गया था। इस इंटरकनेक्टर का उद्देश्य भविष्य के एशियाई प्रशांत सुपर ग्रिड की तैयारी के लिए इंडोनेशिया और ऑस्ट्रेलिया के साथ सीमा पार नवीकरणीय ऊर्जा व्यापार की सुविधा प्रदान करना है।

यूएचवीडीसी में प्रगति
यूएचवीडीसी (अल्ट्राउच्च -वोल्टेज डायरेक्ट-धारा) उच्च वोल्टेज डीसी संचरण तकनीक में नवीनतम तकनीकी मोर्चा बन रहा है। यूएचवीडीसी को 800 केवी से ऊपर के डीसी वोल्टेज संचरण के रूप में परिभाषित किया गया है (एचवीडीसी सामान्यतः केवल 100 से 800 केवी है)।

वर्तमान यूएचवीडीसी सुपरग्रिड्स के साथ समस्या यह है कि - चूंकि कम वोल्टेज पर एसी संचरण या डीसी संचरण से कम है - फिर भी लंबाई बढ़ने के कारण वे विद्युत हानि से पीड़ित हैं। 800 केवी लाइनों के लिए सामान्य हानि 2.6% से अधिक है 800 km. ऐसी लाइनों पर संचरण वोल्टेज बढ़ाने से विद्युत की हानि कम हो जाती है, किन्तु वर्तमान तक, खंडों को पाटने के लिए आवश्यक इंटरकनेक्टर बेसीमा बहुमूल्य थे। चूंकि, विनिर्माण क्षेत्र में प्रगति के साथ, यूएचवीडीसी लाइनें बनाना अधिक संभव होता जा रहा है।

2010 में, एबीबी ग्रुप ने चीन में संसार का पहला 800 केवी यूएचवीडीसी बनाया। 1100 केवी के साथ ज़ुंडोंग-वानान यूएचवीडीसी लाइन, 3400 km लंबाई और 12 गीगावॉट क्षमता 2018 में पूरी हुई। 2020 तक, चीन में कम से कम तेरह अल्ट्रा-उच्च -वोल्टेज विद्युत संचरण पूरा हो चुका है।

जबकि वर्तमान यूएचवीडीसी प्रौद्योगिकी की अधिकांश तैनाती चीन में है, इसे दक्षिण अमेरिका के साथ-साथ एशिया के अन्य भागो में भी तैनात किया गया है। भारत में, ए 1830 km, रायगढ़ और बगलूर के मध्य 800 केवी, 6 गीगावॉट लाइन 2019 में पूरी होने की आशा है। ब्राज़ील में, ज़िंगु-एस्ट्रेइटो एचवीडीसी संचरण लाइन|ज़िंगू-एस्ट्रेइटो लाइन समाप्त हो गई है 2076 km 800 केवी और 4 गीगावॉट के साथ 2017 में पूरा हुआ, और ज़िंगू-रियो एचवीडीसी संचरण लाइन | ज़िंगू-रियो लाइन समाप्त हो गई 2543 km 800 केवी और 4 गीगावॉट के साथ 2019 में पूरा किया गया, दोनों सुंदर माउंट बांध से ऊर्जा संचारित करने के लिए। 2020 तक, यूरोप या उत्तरी अमेरिका में कोई यूएचवीडीसी लाइन (≥ 800 केवी) उपस्थित नहीं है।

यह भी देखें

 * डीसी-टू-डीसी कनवर्टर
 * इलेक्ट्रोड लाइन
 * यूरोपीय सुपर ग्रिड
 * लचीली एसी ट्रांसमिशन प्रणाली
 * हाई-वोल्टेज केबल
 * एचवीडीसी परियोजनाओं की सूची - इतिहास में, वर्तमान संचालन में और निर्माणाधीन एचवीडीसी परियोजनाओं की सूची
 * पनडुब्बी विद्युत केबल
 * ट्रांसमिशन टावर
 * वाल्व हॉल

बाहरी संबंध

 * China’s Ambitious Plan to Build the World’s Biggest Supergrid, IEEE Spectrum (2019)
 * https://web.archive.org/web/ished by International Council on Large Electric Systems (CIGRÉ)
 * World Bank briefing document about एचवीडीसी systems
 * Uएचवीडीसी challenges explained from Siemens
 * Windpowerengineering.com article entitled "Report: एचवीडीसी converters globally to hit $89.6 billion by 2020" By Paul Dvorak, dated 18. September 2013
 * Elimination of commutation failure by "Flexible LCC एचवीडीसी" explained
 * Reएसीtive power and voltage control by "Flexible LCC एचवीडीसी" explained