隨著社會普遍尋求節約能源和減少其對環境及氣候的影響的方法，人們的注意力開始轉向將消費人群與可再生能源(如海上風電場和遠程太陽能發電廠)連接起來所需的電力傳輸手段。畢竟，長距離電力傳輸上的功率損耗可能很大。出于這個原因，全球的電力傳輸系統運營商越來越多地采用VSC HVDC傳輸系統，這些系統能夠最大限度地減少這些損耗。

如何穩定電壓，是支持海洋風力發電的HVDC所面臨的課題

HVDC( ※1)系統的市場規模將在未來幾年強勁增長。在2018年僅高于70億美元的市場規模，預計將在2025年將增長60%以上，達到115億美元。

預期增長的主要原因不僅是電動汽車和數據中心的電力需求增加，還有可再生能源的增長。由于大型風電場和太陽能發電廠通常距離消費人群很遠，因此它們需要的傳輸鏈路比傳統的交流傳輸技術(※2)具有更低的損耗。這些高壓直流傳輸系統(HVDC)中的變流器提供恒定的DC電壓，因此被稱為電壓源變流器(VSC)。在長距離上，VSC HVDC系統具有比AC傳輸系統低得多的損耗，這使之能夠通過海底電纜和長距離陸地鏈路從遠程發電設施有效地傳輸電能。 VSC HVDC輸電技術(國內稱柔性直流傳輸)特別適用于海上風電場等可再生能源，因為其換流站足夠緊湊，可輕松安裝在海上平臺上。此外，該技術能夠實現電壓不同的多個子電網的互連，并且比AC系統更易于控制。此外，VSC HVDC(柔性直流傳輸)系統還具有降低電纜敷設和其他安裝工作成本的優點。

HVDC系統面臨的一個關鍵挑戰是實現穩定的電壓。 在長距離傳輸電力期間電壓容易變得不穩定，從而產生諸如配電系統和用戶設備容易損壞等問題的可能性。解決這些問題需要具有高電流能力的電力電容器，使其能夠承受大的電壓波動。此外，由于這種電力電容器用于工業電力基礎設施和鐵路運輸應用，因此它們還需要具有高水平的耐用性和可靠性。

電動汽車及數據中心的電力需求高漲及可再生能源的增加，推動著HVDC市場的發展。

位于圖片中間位置的是變流站。電力電容器在這里將電力調整平穩。

緊湊、大容量且使用壽命長的電力電容器，在HVDC解決方案中承擔重要的作用。

TDK的電力電容器是位于HVDC鏈路兩端的換流站中的關鍵部件，它將交流電轉換為直流電流進行傳輸，然后在另一端再轉換回交流電，以便將電能反饋到電網中。在為長距離傳輸準備電源的升壓站中，電容器組用于穩定變流器的DC電壓。在HVDC鏈路末端的站中，它們確保交流輸出電壓適合饋入電網。隨著可再生能源在全世界的使用持續增長，這些電容器同樣將繼續有助于降低傳輸功率損耗并達到節省能源的目的。

在技術特性方面，采用TDK專有扁平繞卷技術(※3)的電力電容器可實現約95%的體積填充系數(※4)。同時，電容器的最大電容值超過10,000μF(※5)。這類電力電容器具有非常高的電流密度，尺寸緊湊(350×600×160mm)它們能夠在海上變流站的密閉空間展示出卓越的性能，控制電壓波動。此外，它們具有自愈的功能，即使過壓導致電容器內部發生電氣故障，絕緣層也會在幾微秒內恢復，防止短路。其溫度和電氣特性的長期穩定性，它們可提供長達 40 年的極其可靠的工作壽命。

TDK電容器已經安裝在歐洲、美國、中國等多個HVDC項目中，TDK作為HVDC系統的主要電力電容供應商，已經確立了穩固的市場地位，例如，應用于北京與張家口之間的HVDC項目(張家口位于中國首都西北約250公里處)。該新電網由中國國家電網公司(SGCC)設計，該公司是全球領先的電力公司之一。它將在為2022年北京冬季奧運會提供遠程風能、光伏和水力發電清潔能源方面發揮關鍵作用。高壓直流電網具有世界上最高電壓水平(550千伏)和最大的傳輸能力。電容器是轉換器站的關鍵組件，可將每個HVDC鏈路在開始饋入的交流電流轉換為直流電流，為長距離傳輸做好準備。它們還安裝在變流站中，將直流電流轉換回另一端的交流電。

張北高電壓直流(HVDC)輸電網將遠離居民區的風力、太能光、水利能源統合到一個輸電鏈路為北京供應綠色電力。

圖片是位于西班牙的TDK的馬拉加工廠正在生產用于HVDC的電力電容器的場景。

TDK的“MKK DCi-R型號”電力電容器，采用已獲得專利許可的扁平線圈法，比起舊型號產品能量密度提高約10%左右。尺寸縮小至僅350mm×600mm×160mm。

術語

高壓直流輸電(High Voltage Direct Current：HVDC)指的是電力基礎設施中，發電站的輸電采用200kV～500kV的高壓直流(DC)而非交流(AC)進行輸電的技術。

電力損耗(輸電損耗)指的是電能從發電站傳輸到居民大廈或商業大廈的過程中，因輸電線的抵抗產生的部分電力能源的損耗和損失。變流器也會產生部分電力損耗。

扁平線圈法(Flat winding)是TDK使用的獨家先進技術，首先制造導電性金屬箔與絕緣性電介質膜交互卷繞的數千層重疊電容器層，接著將圓筒形的卷線壓縮成近似長方形。不僅可收納入不銹鋼盒，節省空間，更具備高能量密度。

電容器的體積填充率指的是電容器層占盒內比例。TDK扁平線圈法可實約95%的體積填充率。

靜電容量指的是電容器蓄積電荷的能力。通常用超大測量單位F(法拉)來表示。用于HVDC的TDK功率薄膜電容器具備超過10000μF的靜電容量。