HVDC, eller ”High Voltage Direct Current” (Sv. Högspänd Likström), är inte en speciellt ny uppfinning. Det som trots allt är intressant är kanske hur få människor som känner till begreppet – än mindre vet vad det innebär. HVDC handlar om att överföra likström över långa avstånd samtidigt som man undviker de förluster som uppstår genom traditionell växelström. Även om tekniken funnits länge (kommersiellt sedan 1954) så är det först på senare år som det tagit vind i seglen… bokstavligt. HVDC har blivit en teknologi som framhäver dem förnyelsebara energikällorna och möjliggör förflyttning av energi från avlägsna vattenfall till storstadens centrum. Under The Skin, HVDC simplified, är mitt försök att göra HVDC mer förståeligt.

________________________________________________________________________________________

HVDC är en teknologi som är relativt ny men som trots det har gjort stora framsteg. Hjärtat av HVDC är ventilen. Det är ventilen som tillåter möjligheten att bilda likström av växelström (och vice versa). Genom HVDC:s historia har funnits tre olika typer av ventiler som haft sina olika fysikaliska och elektriska egenskaper.

Mercury Arc Valve, Image @ atomicmpc.com.au

(1) Jonventilen var den första typen av ventil som användes inom HVDC. Den hade tidigare använts till mycket annat, bl.a. inom järnvägen (eng. länk). Jonventilen uppfanns 1902 av Peter Cooper Hewitt, den första ”statiska” jonventilen kom att användas inom högspänd likström först 1954 då länken ABB Gotland togs i drift. Mer information återfinns på en.wikipedia.org (eng. länk). Redan innan jonventilen fanns det en alternativ AC/DC-konversering möjlig genom tunga roterande motorer, således ingav jonventilen en nästan vördnadsbjudande åsyn att vara mindre, tystare, vibrationsfri, tillförlitlig och effektiv (eng. källa). Jonventilen tillverkas inte längre, till stor del pga det mycket giftiga kvicksilver som var kärnan i ventilen. Den allra största HVDC-stationen som byggdes med jonventiler var Nelson River Bipole (eng. länk) med en totaleffekt på 1GW. De sista jonventilerna i Nelson River byttes ut så sent som 2004.

Thyristor Valve, Image @ en.wikipedia.org

(2) Tyristorventilen togs fram under 1970-talet och kom att ersätta jonventilen inom HVDC. Tyristorventilen är en statisk halvledare som i dagsläget är en del av världens största HVDC-överföring i Kina på +/- 800 kV DC. Det som gör tyristorn så användbar är det faktum att den kan ”tändas” när som helst över en positiv halvperiod och den släcks sedan automatiskt när den negativa halvperioden tar vid. Detta gör att man med stor tillförlitlighet kan skapa en likström och styra storleken på effektöverföringen. En ensam tyristor har en spänningstålighet på omkring 9 kV. I HVDC-applikationer seriekopplas flertalet tyristorer tillsammans för att öka kapaciteten. Idag används tyristorer inom HVDC huvudsakligen till så kallade ”bulk transmissions”, stabila, stora överföringar så som vattenkraft och mycket höga effektnivåer.

IGBT Valve Stacks, Image @ it-material.de

(3) IGBT-ventilen är den senaste i raden av komponenter att bygga upp HVDC. IGBT:n kom att användas inom HVDC under slutet av 1990-talet i samband med att ABB introducerade sin ”HVDC Light”-teknologi. Till skillnad från tyristorn kan IGBT:n även stängas av och inte bara tändas. Således skapar det möjligheten till snabbare och mer finjusterad tillförsel av elkraft. Huvudsakligen har HVDC Light marknadsförts för att stabilisera svaga nät och för att stabilisera tillförseln av vindkraft på elnätet. IGBT-ventilen har inte lika hög kapacitet som tyristorn och således används både tyristorn och IGBT:n i dagens tillämpningar för att tillgodose ett stort område.

För två dagar sedan satt jag på tåget hem från jobbet när chefen ringde. Samtalet:

Jag: Hej, det är Johanna.

Chefen: Hej, det är *******.

Chefen: Italien. Sardinien. Alhgero. Kan du åka vecka 30-31?

Det var först när jag kom hem på kvällen som jag insåg att vecka 30-31 faktiskt är redan nästa vecka (!). Stationen som ligger på Sardinien är del i projektet SAPEI som är en länk mellan Sardinien och det italienska fastlandet. Jag har tidigare skrivit ett inlägg om SAPEI och bl.a. de tekniska framsteg som gjorts i samband med projektet. Det skall bli både spännande och intressant att åter besöka stationen som jag 2009 var nere vid i samband med min andra co-op period.

När jag ringde upp commissioningchefen så blev jag glatt överraskad att han mindes vem jag var. Han erkände dock att han inte hade gjort kopplingen att det var samma Johanna.

Jag lyckades övertala sambon att följa med på resan, två veckor på Sardinien tackar man kanske inte nej till. Men känner jag min kära rätt så skulle han hellre vistats två veckor på antarktis.

Under de senaste veckorna, när semestern kommit krypande allt närmre, har jag fått samma fråga från flera håll – och samma respons på mitt konstanta svar: ”Jag tänkte inte ta ut någon semester under sommaren.”

För det första har jag aldrig varit något stort fan av soliga badstränder and the likes, för det andra så började jag arbeta ganska nyligen. Jag känner inte för att jag behöver en semester just nu, därför hade jag tänkt vänta till hösten. När kontoret så smått började tömmas på folk hade jag gjort upp en plan för de närmaste veckorna – planeringen var att spendera tid med att ta fram en effektprofil samt avsluta en del driftstester i FST.

Nu har dock knappt två veckor gått och FST:n har kommit till ett standstill. Problemet ligger i att man för ett tag sedan bytte simulatormodell till ett nät med mer kritiska förhållanden än de ”standard”-förhållande som länken är projekterad för. Således begränsas kontrollfunktionerna och de stabilitetstester som skall utföras (bl.a. rampning av effekt genom hela ”spektrumet” etc.) inte kan göras p.g.a den kritiska nätmodellens begränsningar. Så vad gör man då? Som tur är, är jag inte helt sysslolös…

Imorgon hämtar jag upp hyrbilen för att köra ner till Trollhättan – mitt barndomshem och ”studiestad”. För ett tag sedan fick jag förfrågan om jag ville medverka på Högskolan Västs sommarbesöksdag för blivande studenter, hur kunde jag tacka nej (?), det gick bara inte. Min tid som student har tagit mig på vägar jag inte trodde jag skulle gå sommaren 2007. Att läsa vidare vid högre instans efter gymnasiet var inte helt självklart, men det är inte något jag ångrar. Det öppnar dörrar till en helt ny värld.

Whenever I meet any of my old classmates, they are all surprised to know my final choice of career. Me, as an electrical engineer? Who could have guessed…

Lightning

When I grew up, I didn’t have any thought of working within the field of power technology. It was much thanks to my father that I tumbled into the path of studying to be an electrical engineer, and because of his encouragement that I came to end up working for one of the world’s biggest manufacturers of power technology devices.

Throughout my childhood, like many, I’ve had a lot of different dreams for my future. Among others, I’ve imagined myself as a baker, designer, hotel owner, physicist, psychiatrist, librarian… but not an engineer.

But one thing is for sure, work within the electricity business is something that ”runs in the family”. My father and uncle is are electricians. My aunt is an electrical engineer (in fact, she studied the same programme at the same university as I did – only 20 or so years ago).

When I finished High School in 2007 I applied to a bachelor in computer science in Manchester, as well as an application to a librarian programme in Sweden. It was not until July the same year, well passed the application due date, that my father convinced me to apply late to the electrical engineering programme at University West. ”That’s where your aunt went (and your uncle tried).”

As it happens, I cancelled my application to Manchester, and got enrolled at University West as a student of electrical engineering.