EHV/HV Underground Cable Systems for Power Transmission

El transmissionsnettet står overfor den største udfordring nogensinde når den voksende mængde af fornybare el‐produktionsanlæg skal erstatte de nuværende, der er baseret på afbrænding af fossile brændsler. Det er ikke længere muligt at placere kraftværker tæt på store forbrugscentre såsom byer og industrianlæg. Disse må nødvendigvis placeres der, hvor de fornybare ressourcer er tilgængelige. Et eksempel herpå er offshore vindkraftværker.

Transmissionsnettet er traditionelt designet til ikke at skulle overføre store mængder energi over lange og varierende strækninger, i det el‐produktionen var lokaliseret hvor forbruget også var. Transmissionsnettes rolle har mere været som et samarbejdsnet, der har sikret en rimelig pålidelighed og redundans med hensyn til forsyning.

Fremtidens transmissionsnet skal kunne håndtere de mange forskellige og effektvarierende fornybare elproduktionsanlæg, der planlægges og samtidig kunne fungere på markedsvilkår. Dette medfører, at transmissionsnettets nuværende topologi skal gentænkes for at kunne opfylde fremtidens krav til transmissionsnettet. Der skal bygges nye linjer.

Transmissionslinjer udføres normalt som luftledningsanlæg, der er vældig store og dominerende i deres omgivelser. For eksempel er en 400 kV luftledningsmast 50 meter høj. Befolkningen udviser en langvarig og stigende utryghed overfor luftledningsanlæg og modstanden mod nye anlæg er massiv. Vi er nødt til at komme med alternativer til luftledningsanlæg, som befolkningen kan acceptere. Nedgravede kabelanlæg opfylder dette ønske, men er på mange måder uprøvet teknologi for el‐transmission. Der er behov for ny forskning for at kunne skabe de retningslinjer, som et teknisk forsvarligt design af sådanne bygger på.

Denne afhandling præsenterer 10 års forskningsresultater for kabeltransmissionsnet for et forskningssamarbejde mellem den danske transmissionssystemoperatør Energinet.dk og Institut for Energiteknik, Aalborg Universitet. Afhandlingen er baseret på et antal udvalgte publikationer, og den summerer og fremhæver resultaterne fra disse på et formidlingsniveau, der er tiltænkt som værende lettere tilgængeligt end den videnskabeligt “normale” formidling i publikationerne. Dette giver mening, da afhandlingen præsenterer mange resultater fremfor detaljerne i enkelte resultater, hvorfor disse må skulle formidles bredere. Resultaterne er valgt fra deres videnskabelige kontekst i publikationerne og søgt formidlet, så de er nemmere tilgængelige for denne afhandlings læsere. Den fuldstændige beskrivelse af baggrunden for hvert enkelt forskningsresultat kan findes i publikationerne.

Først gennemgås de tekniske udfordringer, som opstår, når man vil anvende kabler til el‐transmission, derefter modeldannelse og validering i tidsdomænet, derefter følger hovedvægten af det udførte arbejde, hvilket er dynamiske forhold for kabeltransmissionsanlæg. Der opstilles teori og eksempelstudier for de forskellige designstudier, der skal gennemgås, for at et komplet design kan gennemføres. Herefter gennemgås beskyttelse og fejllokalisering og afhandlingen afsluttes med konklusion og forslag til fremtidigt arbejde. Til slut findes en litteraturliste samt de publikationer, afhandlingen er baseret på.

Det konkluderes, at nedgravede kabelanlæg er en teknisk mulig løsning til el‐transmission, selv om konsekvenserne af ovennævnte, nye designregler ikke er kendt på langt sigt. Der fremstår mange interessante, fremtidige forskningsemner, specielt indenfor asset management værktøjer.