Windturbines en zonnepanelen vormen slechts het zichtbare deel van de groene energietransitie. Het hoogspanningsnet, een van de meest complexe systemen ooit door de mens ontworpen, ondergaat zijn eigen transitie om voldoende betrouwbaarheid te kunnen blijven garanderen in een toekomst die afstevent op 100% gedistribueerde stroomproductie.

Netwerk inertia
De transitie naar groene energie verhoogt de kans op stroomonderbreking tenzij deze wordt ondersteund door een technologische overschakeling van het netwerk zelf. Met de grote inertia van hun zware roterende generatoren garanderen de traditionele kolen- en gascentrales een hoge stabiliteit van het stroomnetwerk. Zelfs een relatief grote, tijdelijke, onbalans tussen geleverde mechanische energie en gevraagde elektrische energie heeft slechts een klein effect op de gewenste 50 Hz netfrequentie. Kleine generatoren, zoals die in windturbines, zijn minder stabiel en moeten mogelijk meteen van het netwerk worden afgeschakeld indien zich een verstoring voordoet. Dit kan effect hebben op de stabiliteit van het elektriciteitssysteem, met een domino-effect tot gevolg en eventueel zelfs een black-out.

Snelle beslissingen
Het is niet mogelijk alle verstoringen te voorkomen en er is ook niet één beste oplossing voor. De uitdaging is om het effect van verstoringen zo lokaal mogelijk te houden zodat een minimumaantal consumenten er zo kort mogelijk hinder van ondervindt. Toen het netwerk honderd jaar geleden werd ontworpen, voldeden vaste mechanische oplossingen die werkten volgens eenvoudige regels. De complexiteit van het huidige netwerk vereist slimme(re) oplossingen. Beveiligingsrelais moeten de relevante parameters – zoals spanning, netfrequentie en stroom - met de juiste frequentie bepalen. Op basis van deze data moeten autonome algoritmes vervolgens, afhankelijk van de systeemkenmerken, binnen enkele tot hooguit tientallen milliseconden de juiste beslissing nemen.

Toonaangevend instituut
Internationale verbindingen vergroten de netwerkstabiliteit. Dit maakt bescherming en beheer van het toekomstige stroomnetwerk tot een internationaal onderwerp. De TU Delft vakgroep ‘Electrical Power Grids’ wil op dit gebied het toonaangevende instituut zijn binnen Europa. Hiervoor richtte ze het ‘Power System Protection Centre’ op, in samenwerking met de Nederlandse transportnetbeheerder, distributienetbeheerders, GE en Siemens. Het doel is het promoten en delen van de kennis op het gebied van netwerkbescherming met nutsbedrijven, netbeheerders, fabrikanten en de academische wereld. Ter ere van de opening van dit centrum organiseert de vakgroep een internationale workshop met uitstekende sprekers, waar de laatste inzichten en oplossingen worden gedeeld.

Internationale workshop 21 februari
De workshop ‘Protection of Future Power Systems - Challenges of the Future’ wordt op 21 februari gehouden in het Delft Science Centre in Delft. Meer informatie hier.

Photo: Tennet 

/* */