Dela på Facebook Dela på Twitter Dela på LinkedIn Meny
Polhems Medalj

Nominerad till Polhemspriset


Hans Björklund – Nominerad till Polhemspriset 2014 för kontroll- och skyddssystem för elnät, och mottog sedermera priset på polhemsfesten 2014.

Texten nedan är den som skrevs medan Hans fortfarande var nominerad och inte hade mottagit priset ännu.

Civilingenjören Hans Björklund på ABB nomineras till Polhemspriset 2014 ”för kontroll- och skyddssystem för elnät”. I närmare fyrtio år har han följt mikrodatorernas utveckling och hittat sätt att lyfta sitt eget fält – kraftelektronik – med hjälp av datorer. Hans system gör det möjligt att ta tillvara mer kraft från sol, vind och vatten och att bygga smarta elnät.

I början av 1970-talet läste Hans Björklund till civilingenjör i elektroteknik vid KTH – Tekniska högskolan i Stockholm. Eftersom han också var datorintresserad passade han samtidigt på att ta alla datorkurser som fanns tillgängliga.

– Det var lätt, för det fanns inte så många valbara datorkurser i grundutbildningen på KTH på den tiden. Bara tre stycken, säger Hans Björklund och ler. Han är nu Corporate Executive Engineer på ABB i Ludvika, och nominerad till Polhemspriset 2014 för kontroll- och skyddssystem för elnät. Att han varit intresserad av både mikrodatorer och elektroteknik är en viktig anledning till framgången.

– Det finns många ingenjörer som är bra på mikrodatorer, men de har ingen aning om vad de ska använda dem till inom kraftelektronik. Samtidigt finns många som är väldigt duktiga på kraftelektronik, men inte kan mikrodatorer. Jag har varit lyckosam att kunna kombinera de båda områdena och se vad som är möjligt att göra, säger Hans Björklund.

Han har varit anställd på ABB – tidigare ASEA – i Ludvika sedan 1974 och förstod tidigt hur mikrodatorer skulle kunna användas inom kraftelektronik. Genom åren har han utvecklat allt bättre kontroll- och skyddssystem för elnät med hjälp av den senaste digitala tekniken.

MACH ger skydd och styrbarhet

Den senaste generationen av Hans Björklunds kontroll- och skyddssystem för elnät heter MACH 3, där MACH är en förkortning av Modular Advanced Control for HVDC. Till en början skapades MACH för högspänd likström (HVDC), men nu används det också till växelström, för så kallade FACTS-system (Flexible AC Transmission Systems).

– Kontrollsystemet MACH används för att styra strömmen i enskilda kraftlinjer och kraftnät. Vi kan till exempel bestämma att vi ska köra 1 000 megawatt från en omriktarstation till en annan, och sedan snabbt ändra till 2 000 megawatt. Vi kan tända och släcka enskilda kraftkomponenter med väldigt hög precision. Precisionen i tändning och släckning är ungefär 100 nanosekunder, säger Hans Björklund.

Den ena delen av MACH är alltså utvecklad för att kunna kontrollera – styra – kraftöverföringen på ett optimalt sätt. MACH-systemets andra del skyddar automatiskt kraftledningar och andra installationer om fel skulle uppstå.

Många kraftöverföringar för högspänd likström som ABB exporterar är dimensionerade för att överföra cirka 3 000 megawatt, men ABB levererar också kraftöverföringar för upp till 7 200 megawatt. Det kan jämföras med att hela Stockholms län förbrukar knappt 2 500 megawatt i genomsnitt.

– Om fel uppstår släpps stora energier loss, vilket kan leda till stora skador och eventuellt till bränder. MACH övervakar ström och spänning hela tiden, och stänger av strömmen inom några millisekunder om systemet upptäcker fel. Under de millisekunderna har systemet både hunnit upptäcka att något inte verkar stå rätt till, och utfört mätningar för att förvissa sig om att det verkligen handlar om ett fel, säger Hans Björklund.

Förutsättning för förnybar energi

MACH har inneburit nya möjligheter på flera områden. Ett avancerat kontroll- och skyddssystem krävs bland annat för att det ska vara möjligt att bygga stora tillförlitliga kraftöverföringar för högspänd likström. Sådana överföringar behövs för att kunna ta tillvara förnybar energi i stor skala. Den förnybara energin genereras nämligen ofta långt från städer och industrier, till exempel vid vindkraftparker långt ute till havs och vid avlägset belägna vattenkraftdammar och solcellsparker.

– Om kraften skulle överföras med växelström skulle mycket mera av effekten gå förlorad längs vägen. Likström har betydligt lägre effektförluster och är därför den enda möjligheten när avstånden är stora, säger Hans Björklund.

MACH ger också fördelar när det gäller växelströmsnät. MACH ingår i ABB:s FACTS-teknik, med vilken man till exempel kan överföra mer el i befintliga kraftnät.

För framtidens smarta elnät

Att kunna styra kraft är en förutsättning för framtidens så kallade ”smarta elnät”. Begreppet smarta elnät har lite olika innebörd i olika länder, men handlar i korthet om elnät som gör det möjligt att ta tillvara el från många olika källor, att handla med el och att hushålla med el på smarta sätt.

– Bra kontroll- och skyddssystem är avgörande för att det ska gå att koppla samman många elkällor och att kunna handla med el. I växelströmsnät flyter kraften nämligen lite hur den vill, men med MACH kan spänningen i ett växelströmsnät styras, säger Hans Björklund.

Helst skulle han dock se en utbyggnad av likströmsnät.

– Det ultimata vore att bygga smarta elnät med likström i framtiden. Sådana nät är både enklast att styra och har lägst kraftförluster. 
MACH styr den brytare för högspänd likström som Hans Björklunds kollegor på ABB nominerades till Polhemspriset för 2013. De båda innovationerna gör det möjligt att bygga nät av högspänd likström och sådana diskuteras nu, bland annat av länderna runt Nordsjön.

Ligger före konkurrenterna

Kontroll- och skyddssystemet MACH har betytt mycket för ASEA och ABB genom åren och tekniken har hela tiden legat före konkurrenternas.

– Mycket av det vi gjort har plockats upp av andra efter hand. Konkurrenterna har nu egna system för kontroll och skydd, men MACH gör att ABB är bäst både när det gäller högspänd likström och FACTS-anläggningar.

I en rymlig testhall på ABB i Ludvika står långa rader med elskåp som hör till kraftöverföringar som ABB snart ska leverera, till exempel ”Ålink” som ska gå mellan Åland och Finland. Här står också projektet ”Québec-New England”, där kontroll- och skyddssystemen ska bytas ut i en kraftöverföring från Kanada till USA.

– Här samkör vi all utrustning som ingår i ett visst projekt i minst sex månader, så att vi ser att allt fungerar som det ska. Mot slutet får kundernas personal komma hit och träna på fel som vi simulerar.

Var med från början

När Hans Björklund var i början av sin yrkeskarriär var det få som förstod datorernas potential.

– Någon gång 1977-78 kom den första mikrodatorn som kunde dividera och det var ett fantastiskt lyft. Då tänkte jag att det borde gå att göra en enkortsdator – ett kretskort – som kunde fungera som ett skydd för kraftnät. Datorn skulle ta in vissa signaler och sedan tala om vad som borde göras – till exempel öppna en brytare eller stänga av en strömriktare.

Hans Björklund lyckades få sin enkortsdator att fungera, vilket blev en av anledningarna till att Brasilien tecknade ett jättekontrakt med ASEA 1979.

En annan milstolpe nåddes när ASEA strax efter konkurrerade om att bygga en kraftlinje mellan Utah och Kalifornien i USA.

– På den tiden uppstod ofta fel och amerikanerna betonade att kraftlinjen måste vara tillförlitlig. Vår lösning blev att ha två parallella kontroll- och skyddssystem. Ena systemet var igång medan det andra stod i så kallad ”hot standby”, redo att ta över på en millisekund. Det var nytänkande och möjligt att genomföra tack vare digital teknik.

Blev mer användarvänligt

Några år in på åttiotalet utgick Hans Björklund från processorer och designade egna kretskort. När datorutvecklingen gick allt snabbare började han köpa färdiga kretskort istället. Ungefär då tog han initiativ till att ASEA skulle utveckla ett eget så kallat funktionsblocksspråk.

– Först programmerade vi i Assembler, men det blev jättejobbigt att få allt rätt och hitta eventuella fel. Vi höll på att drunkna i programkod till slut. Med vårt funktionsblocksspråk HiDraw var det bara att rita in de funktionsblock som behövdes i programmet, så genererades koden automatiskt.

När HiDraw togs i bruk 1987 var det unikt. Tack vare språket kunde kontroll- och skyddssystem skräddarsys till kunderna förhållandevis snabbt. Dessutom kunde kunderna sköta systemen själva när de hade levererats.

Språket används fortfarande och nya versioner är kompatibla med gamla. I testhallen syns HiDraws grafiska symboler på en lång rad av datorskärmar, där kunderna sitter och lär sig sina system.

Velat hitta lösningar

Kontakten med kunderna är viktig. Hans Björklund har alltid rest mycket, träffat kunder och lyssnat till deras problem.

– Jag tror att det är det som varit min drivkraft – att jag har velat lösa kundernas problem.

Under ett par decennier var han chef för en utvecklingsavdelning, men bäst trivs han i rollen som specialist.

– Jag har haft bra kollegor att testa mina idéer på och chefer som stöttat mig. Jag har självklart inte gjort allt arbete själv. Det krävs ett team av duktiga personer för att åstadkomma det vi gjort.

Hans Björklund fortsätter att arbeta med MACH och systemet utvecklas vidare. Samtidigt krymper det i storlek rent fysiskt. 1985 krävde systemet tjugosex elskåp stora som garderober. Nu får det gott och väl plats i tre.

Text: Eva Annell

Foto: Sara Ringström

hans_bjorklund_stor

Om Hans Björklund

Namn: Hans Björklund.
Nomineras för: Kontroll- och skyddssystem för elnät.
Ålder: 63 år.
Familj: Fru och två vuxna söner.
Gör helst på fritiden: Vi har fina längdspår här i Ludvika och jag åker en del skidor. Och så har jag en engelsk sportbil, en Morgan 4/4 från 1968. Den går ofta sönder, men går att laga eftersom den är helt befriad från mikrodatorer och elektronik.
Är som person: Min fru klagar på att jag alltid ska lösa alla problem. Ibland säger hon att jag bara ska lyssna på henne, inte komma med lösningar.
Blir glad av: Jag är nog ganska allvarligt lagd så det är en svår fråga, men jag vet vad som irriterar mig. Jag blir irriterad när jag ska fylla i en blankett och adressraden är alldeles för kort, eller när en hemsida hänger sig när jag kommit fram till betalningen. Varför testar folk inte sina system innan de ger ut dem?
Bok jag rekommenderar: Jag läser biografier, faktaböcker och är lite historiskt intresserad. Jag kan rekommendera Gustavs grabb av Leif GW Persson. Den är bra.
Drömmer om: Jag vill gärna åka till fotbolls-EM i Frankrike 2016 med familjen. Vi har varit på VM i Tyskland och EM i Österrike. Det var häftiga upplevelser!