Størst: Med Skagerrak 4-kabelen har Statnett bygget det største anlegget med spenningskildeomformer (VSC) i verden, med spenning på 500kV og overføringseffekt på 700 MW. Bildet er fra statsjonsanlegget ved Kristiansand.

KRAFTKABEL TIL UTLANDET

Dette anlegget blir verdens største med ny omformer-teknologi

SKAGERRAK 4

  • 240 km lang kraftkabel mellom Kristiansand 
i Norge og Tjele i Danmark.
  • 137 km ligger i sjøen med en dybde på ned til 
ca. 550 meter.
  • Dansk landtrasé på hele 92 km fra ilandføringsstedet Bulbjerg til Tjele stasjon, sentralt på Jylland. Den norske landtraseen er på kun 12 kilometer.
  • Kabelen åpner for 700 MW i markedet, mens de resterende 15 MW dekker tap i kabelen og 
omformerne på hver side.
  • Kabelen og omformerne kostet til sammen i 
overkant av 3 milliarder kroner.
  • Kilde: Statnett

Statnett har nå startet prøvedrift av den fjerde mellomlandsforbindelsen til Danmark, som de har bygget og eier sammen med Danmarks statlige nettselskap Energinet.dk.

Den nye likestrømkabelforbindelsen har en overføringseffekt på 700 MW, og kommer i tillegg til de tre eksisterende kablene Skagerrak (SK) 1, 2 og 3 og har en samlet effekt på 1000 MW.

Likestrøm

Kraftsystemet i Norge og Danmark er som ellers i verden basert på vekselstrøm (AC). Men likestrøm (DC) er bedre egnet til å overføre store kraftmengder over lange avstander.

Fordelen ved likestrøm er at spenningen og strømmen er konstant og ikke vekslende, noe som gjør at man unngår reaktive tap slik man har i et AC-system.

For å gjøre om strømmen fra AC til DC og tilbake til AC må det bygges omformere i begge ender av kabelen. Fram til slutten av 1990-tallet var tyristorbasert teknologi, kalt LCC (Line Commutated Converter), enerådende.

Teknologien med tyristorer brukt i de tre første Skagerrakkablene har imidlertid den ulempen at den krever et stabilt kraftsystem hele tiden for å fungere optimalt og et stort behov for reaktiv kompensasjon.

Les også: Statnett fant det som kan være en torpedo på Norned-kabelen

Størst i verden

Fra slutten av 1990-tallet har det blitt utviklet omformere med spenningskildeomformer-teknologi (Voltage Source Conterters, VSC). Den innebærer blant annet bruk av transistor istedenfor tyristor. Omformerstasjonene i hver ende av SK 4-kabelen er bygget med siste generasjon av denne teknologien, og er det største anlegget av denne typen i verden.

Måten transistormodulene er bygget på gjør at spenningen har blitt økt fra tidligere generasjon transistoromformer på 350 kV, til hele 500 kV. Dette spranget i spenning gjør at effekten på SK 4 blir hele 715 MW, langt høyere enn på de gamle kablene. Markedskapasiteten er 700 og differansen på 15 MW dekker tap i omformerstasjonene og i kabelen.

Omformerteknologien i SK 4-prosjektet leveres av ABB, som kaller den HVDC Light. Siemens har også utviklet den samme teknologien, og kaller sin løsning HVDC Plus. Også Alstom har sin versjon av teknologien.

Les også: Det tyske strømsystemet kan bli helt fossilfritt

Nye kabler: Norge har fire kraftkabler til Danmark og en til Nederland, og Olje- og energidepartementet ga nylig Statnett konsesjon til å bygge kabel til England og Tyskland.
Gir systemstøtteNye kabler: Norge har fire kraftkabler til Danmark og en til Nederland, og Olje- og energidepartementet ga nylig Statnett konsesjon til å bygge kabel til England og Tyskland.

Gir systemstøtte

Egenskapene til VSC-teknologien i omformeren gjør at SK 4 opererer uavhengig av spenningen i AC-nettet på mottakersiden av kabelen. Det gjør at den nye kabelen kan brukes til å gi systemstøtte på en måte som den tradisjonelle LCC-teknologien ikke kunne.

I tillegg har SK 4 mulighet til å levere reaktiv effekt kontinuerlig for spenningsregulering og kortvarig for systemstøtte ved hendelser.

Dette fikk Statnett erfare allerede i testperioden av anlegget som ABB gjennomførte i sommer og fram til 1. oktober.

– Det var et lynnedslag i regionen hvor spenningen tilsynelatende falt, men så var pådraget fra SK 4 så stort at det ga reaktiv effekt, som bidro til å stabilisere kraftsystemet, akkurat slik vi hadde forutsett, sier delprosjektleder Halvor Lie i Statnett.

Stabiliteten i SK 4 vil komme spesielt godt med i perioder hvor kraftimporten fra utlandet er stor. Da skrus nemlig de store vannkraftverkene av, og med dem de store generatorene som gir viktig systemstøtte.

– Da vil det norske kraftsystemet ha mindre svingmasse og bli mer sårbart. Oppstår det en feilsituasjon i kraftnettet med tilhørende spenningsdipp, kan det bli såkalt kommuteringsfeil i tyristorene til SK 1, 2 og 3, som fører til at den importerte effekten kuttes. Denne typen feil er kortvarig, det dreier seg om millisekunder, men kan bli repeterende, som kan føre til fullstendig utkobling av alle mellomlandsforbindelsene. Det er blant annet i slike situasjoner at den nye VSC-teknologien bidrar til større fleksibilitet og robusthet, sier Lie.

Mosegrodd og oppsprukket: Se tilstanden til Sellafield-kjernekraftverket

Stabiliserer: Ved et lynnedslag i sommer ga den nye Skagerrak 4-stasjonen reaktiv effekt som bidro til å stabilisere kraftsystemet.

Høyere tap

Han understreker at kraftsystemet drives med så gode marginer at dette ikke har inntruffet siden de to første Skagerrakkablene ble satt i drift i 1976.

Statnett vil også bruke teknologien på sine planlagte forbindelser til Tyskland og Storbritannia.

Selv om den nye teknologien stadig har økt effektoverføringen, har den større tap enn den tradisjonelle LCC-omformeren. På slutten av 1990-tallet var tapene ved VSC-omformere hele tre prosent i hver omformer, altså seks prosent til sammen, mens tapene på den tradisjonelle LCC-teknologien holdt seg stabile på ned mot en halv prosent per omformer. Siden den gang har imidlertid VSC-teknologien forbedret seg raskt, og tapene er nå nede i under én prosent per omformer, altså ikke mye mer enn LCC.

ABBs testing av kabelen har gått helt etter planen. Statnett startet prøvedrift av anlegget 1. oktober, og fra 1. desember skal kabelen settes i kommersiell drift.

Les også:

Denne flytende havvindmøllen kan bli sjøsatt i Norge

Ny verdensrekord for vindmølle: 192.000 kWh på et døgn

Ny batteriteknologi skal kunne lade en elbil på 15 minutter