Nyt kabel til Norge vil sikre elnettet mod fejl og nedbrud

Den jysk-fynske elforsyning bliver mere stabil, når et nyt jævnstrømkabel i 2014 sættes i drift mellem Jylland og Norge. Ny konverterteknologi vil også sikre plads til flere vindmøller i elsystemet.

Det jysk-fynske elnet bliver mere robust over for fejl og uheld med Energinet.dks valg af den såkaldte "Voltage Source Converter"-teknologi til det fjerde kabel mellem Jylland og Norge.

Teknologien giver nemlig mulighed for at skrue op og ned for effekten uafhængigt af det bagvedliggende højspændingsnets tilstand. Dermed bliver der også plads til flere vindmøller i elsystemet. For ved pludselige ændringen i vindkraftproduktionen, vil det være muligt at bruge kablet som et ekstra "kraftværk".

Holder nettet stabilt

Jævnstrømforbindelser har brug for konveterstationer, hvor strømmen igen kan vekselrettes og sendes ud på elnettet. Men i stedet for de traditionelt tyristorbaserede jævnstrømsforbindelser, som blandt andet bruges til Skagerak 1-3 og Kontekforbindelsen mellem Sjælland og Tyskland, bliver Skagerak 4 udstyret med en omformeteknologi, som er i stand til at skrue op og ned for effekten uden at være forbundet til et stærkt højspændingnet. Forbindelsen vil kunne bruges som et ekstra kraftværk.

Sådan er en IGBT'er opbygget rent fysisk. Funktionen minder om en traditionel transistor, men en IGBT'er er i stand til at overføre meget store effekter.

Principskitse af en tyristor

Skagerak 4 bliver et af flere nye kabelforbindelser til og fra Danmark for at integrere mere vindmøllestrøm. Illu.: Klima- og energiministeriet

Det fortæller projektleder Søren Damsgaard Mikkelsen fra Energinet.dk:

»Dermed får vi for eksempel mulighed for at bruge forbindelsen til at starte elnettet op efter et blackout. Vi kan derfor sløjfe nogle af de ældre gasturbiner vi har stående på kraftværkerne til nødstart. Også i tilfælde af fejl i elsystemet vil Skagerak 4 hurtigt kunne levere både aktiv og reaktiv effekt og dermed holde elnettet stabilt.«

Ny konverterteknik

Hemmeligheden bag VSC-teknologien og de nye muligheder med Skagerak 4 ligger i brugen af IGBT'er (insulated gate bipolar transistor) i stedet for tyristorer i konverterstationerne. Hidtil har tyristerbaseret konvertere været dominerende på grund af et relativt lavt konverteringstab (omkring 0,7 procent) samt, at de kan klare meget store effekter.

Ulempen har været, at Tyristorer ikke selv er i stand til at slukke når de først er blevet tændt af en styrestrøm. De slukker først, når vekselstrømmen går gennem nul. Det kræver et elnet med en stor kortslutningsstrøm for at kunne drive en konverterstation med tyristorer.

Men med udviklingen inden for IGBT'er, som i princippet fungerer som en kæmpe transistor, er det nu blevet muligt at opbygge konverterstationer med meget høje strøm- og spændingsniveauer. IGBT'er er i stand til at slukke ved at slukke for styrestrømmen og dermed bliver selve driften uafhængig af det bagvedliggende elnet. Samtidig er tabet blevet mindre og ligger nu på 0,8 til 1 procent af den overførte totale effekt.

Skagerak 4 kommer til at ligge på 1430 A og 500 kV og vil kunne overføre cirka 700 MW. Teknikken er løbende blevet forbedret af de store elektronikleverandører. For ABB, som skal levere teknik til Skagerak 4, er det fjerde generation af det som går under produktnavnet HVDC Light.

Først gang i verden: Retur i gammelt kabel

Jævnstrømskabler under havet, bruger ofte vandet som returleder, det gælder for eksempel Kontekforbindelsen. Der er altså kun brug for en leder i kablet. Men med Skagerak 4 har man valgt at bruge Skagerak 3 som returleder. I dag fungerer Skagerak 3 som returleder for Skagerak 1 og 2, men de bliver nu adskilt og 1 og 2 bliver koblet sammen:

»Det bliver første gang, at man kobler den nye og den gamle teknik sammen. Vi får altså to bipolære forbindelser. Kapaciteten for alle forbindelserne bliver altså øget fra 1.000 MW til 1.700 MW og vi slipper for retur i vand, hvilket giver lidt færre tab,« fortæller Søren Damsgaard Mikkelsen.

De 137 km søkabel skal leveres fra kabelleverandøren Nexans fabrik i Norge.

Kommentarer (12)

Groft resoneret:

To kabler udsættes for dobbelt så mange, men halvt så store fejl som et.

Tilsvarende har man bygget med kedler, reaktorer og turbiner, men ofte bliver fejlene i de nødvendige omkoplinger og sikkerheder for omfattende.

Skrækeksempel for os: Calder Hall

Mvh Tyge

  • 0
  • 0

Nogen der kan forklare mere om hvordan man bruger vand/havet som returleder?

Saltvand er ledende for både AC og DC og tværsnittet er rigeligt stort, hilser Tyge

  • 0
  • 0

[quote]Nogen der kan forklare mere om hvordan man bruger vand/havet som returleder?

Saltvand er ledende for både AC og DC og tværsnittet er rigeligt stort, hilser Tyge[/quote]

Så bliver du i samme omgang nødt til at forklare hvorfor man har et returkabel på HVDC-linien mellem Sjælland og Fyn.

  • 0
  • 0

Så bliver du i samme omgang nødt til at forklare hvorfor man har et returkabel på HVDC-linien mellem Sjælland og Fyn

Ifgl. artiklen giver der lidt mindre tab.

Jeg vil mene at forsyningssikkerheden øges med 2 kabler. Skulle der komme overgang til havet i et af kablerne, kan man blot betragte dette kabel som en paralelforbindelse med havet, (vi kan kalde det en nulleder), og den anden som "face" (men det hedder det jo ikke når vi snakker jævnstrøm).

  • 0
  • 0

Så bliver du i samme omgang nødt til at forklare hvorfor man har et returkabel på HVDC-linien mellem Sjælland og Fyn.

Grunden til, at man bruger et returkabel ved Storebælt er, at returstrømmen kan give korrosion i omkringliggende gasrør etc. Desuden udvikles klor ved den ene elektrodestation.

Kører man med en bipolkonfiguration, som det er tilfældet med Skagerrak 3 og 4, får man dobbelt så høj en effektoverførsel med de samme kabeltab i forhold til en monopolkonfiguration. Det skyldes, at strømmen i de to ledere er den samme, mens spændingsforskellen bliver den dobbelte.

  • 0
  • 0

Ulempen har været, at Tyristorer ikke selv er i stand til at slukke når de først er blevet tændt af en styrestrøm. De slukker først, når vekselstrømmen går gennem nul. Det kræver et elnet med en stor kortslutningsstrøm for at kunne drive en konverterstation med tyristorer.

Hvordan gør man dét når det er jævnstrøm der forsyner?
Der er nogle thyristortyper der kaldes "slukkethyristorer".

De der frekvensbørger man kører motorer med, laver da ikke kortslutninger på nettet (bagved), selv om de kører på lavspænding.

  • 0
  • 0

Tak for hjælpen Torsten Lund 12. feb 2011 kl 22:26

Både AC og HVDC ligger udenfor min læst.

Vi må tro og håbe, at man tænker på fejlfunktionen, når en haverist på slæbeanker river det ene kabel over.

For mig lyder det lige så kompliceret som Enstedværket med tre kedler til en turbine.

Mvh Tyge

  • 0
  • 0

[quote]Ulempen har været, at Tyristorer ikke selv er i stand til at slukke når de først er blevet tændt af en styrestrøm. De slukker først, når vekselstrømmen går gennem nul. Det kræver et elnet med en stor kortslutningsstrøm for at kunne drive en konverterstation med tyristorer.

Hvordan gør man dét når det er jævnstrøm der forsyner?

Der er nogle thyristortyper der kaldes "slukkethyristorer".

De der frekvensbørger man kører motorer med, laver da ikke kortslutninger på nettet (bagved), selv om de kører på lavspænding.[/quote]
For stort spørgsmål til en blog - tegninger, diagrammer og figurer kræves. Læs en god lærebog, f. eks. 'Power Electronics' af Kjell Thorborg. Men kort er det ganske rigtigt sådan at hvis man ikke vil betale for 'slukkethyristorer' (GTO, gate-turn-off) eller IGBT'er, skal man som nævnt tilslutte HVDC-forbindelsen til et 3-fase 50 Hz net med stor kortslutningseffekt.

  • Og skulle så vi ikke tage at holde Børge væk fra en ingeniørdebat?

MVH Lars

  • 0
  • 0