-
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20001
e aanwending van energiebronnen voor elektrici-teitsproductie
kan niet los gezien worden van derecente wijzigingen in het globale
elektrische
energiesysteem. De uitvaardiging van de Europese richtlijnover
de interne elektriciteitsmarkt [1] vereiste immers eenaanpassing
van de nationale wetgeving. Dit leidde tot deWet betreffende de
organisatie van de elektriciteitsmarkt[2]. Hierin staan de
krijtlijnen voor de geleidelijke openstel-
DD ling van die markt beschreven. Dit proces maakt dat
hetelektrische energiesysteem nu onder andere
voorwaardenfunctioneert dan tot voor een paar jaar. Welke zijn de
wijzigingen die zich voordoen op het vlakvan het elektrisch
energiesysteem? De belangrijkste prin-cipes van de liberalisering
betreffen de vrijmaking van deproductie en de levering aan klanten.
Iedereen is in prin-cipe vrij om elektrische energie op te wekken
en de in aan-
De recente liberalisering van de markt betekent dat iedereen in
principe vrij is om
elektrische energie op te wekken en dat klanten hun
elektriciteitsleverancier naar keuze
kunnen bepalen. Deze verdeelde of decentrale energie-opwekking
zal nieuwe eisen
stellen aan de uitbating van het net, met heel wat technische
problemen tot gevolg.
Ronnie BELMANS, Thierry VAN CRAENENBROECKen Daniël VAN
DOMMELEN
Vrije energieVrije energieweegt op het netweegt op het net
-
WKK (WarmteKrachtKoppeling) op kleine schaal en her-nieuwbare
bronnen zoals windenergie, micro-waterkrachten fotovoltaïsche
systemen worden sterk aangemoedigd.Deze decentrale of verdeelde
energie-opwekking zalnieuwe eisen stellen aan de uitbating van het
net. In ditartikel worden de technische problemen toegelicht,
diehiermee gepaard gaan.Om de netsituatie te schetsen beginnen we
met een his-torische terugblik. Daarna bestuderen we de impact
vanverdeelde energie-opwekking op de werking van een
elek-triciteitsnet. We besluiten met een blik in de toekomst.
Elektriciteitsopwekking en –verdeling : een teruglik
Elektrische energie-overdracht verloopt via geleiders metlaag
verlies. De energie wordt aan de klanten ter beschik-king gesteld
op verschillende spanningsniveaus, afhankelijkvan het afgenomen
vermogen. Zo krijgen de eenfasig aan-gesloten residentiële
verbruikers elektriciteit geleverd op230 V.
Doelstellingen
Bij de transmissie en distributie moet de "kwaliteit" van
deenergielevering gegarandeerd worden. Vooreerst is hierbijde
continuïteit van de energielevering (de betrouwbaar-
merking komende klanten kunnen deze elektrischeenergie aankopen
bij een door hen gekozen leverancier.Daardoor ontstaat concurrentie
tussen producenten. Wiein aanmerking komt als klant, wordt bepaald
op basis vanhet jaarverbruik.In deze geliberaliseerde markt zijn
investeringen op langetermijn niet meer evident. Producenten en
leveranciersverkiezen een meer kortetermijn-gerichte strategie die
hunmoet toelaten snel een "return on investment" te gene-reren.
Hierdoor worden bepaalde energiebronnen vrijweluitgesloten (zoals
grote waterkrachtprojecten en nucleairecentrales) en worden andere
sterk bevoordeeld (zoalsgecombineerde cycli gevoed met
aardgas).
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 2
Figuur 1 : Klassieke thermische elektriciteitscentrale met
stoomcyclus.Hierbij vertrekt men van een klassieke primaire
brandstof (steenkolen, aard-olie of aardgas) om mechanisch vermogen
te ontwikkelen. Het werkfluïdumdat de Rankine-cyclus doorloopt, is
water. (Copyright : Electrabel)
A. StoomketelB. MachinezaalC. Koelring
1. Kolenpark2. Kolenbunker3. Kolenmolen4. Poederkoolbunker5.
Aardgas en Stookolie6. Luchtinlaat7. Branders8. Vuurhaard
9. Kook gassen10. Elektr. Filter12. Schorsteen13.
Voedingswater14. Stoomtrommel15. Verdamper16. Oververhitter17.
Heroververhitter18. Hogedrukturbine19. Lagedrukturbine20.
Condensor21. Voedingswaterpomp
22. Opname Koelwater23. Koelwaterpomp24. Koeltoren25. Kanaal26.
Alternator
27. Bekrachtiger28. Transformator2. Hoospanningslijn
-
ENKELE ACRONIEMEN
FACTS : Flexible Alternating Current Transmission Systems
GTO : Gate-turnoff ThyristorHVDC : High Voltage Direct
CurrentIGBT : Insulated Gate Bipolar TansistorIGCT : Integrated
Gate Commutated ThristorKWe : kilowatt elektrisch vermogenMOSFET :
?????STEG : Stoom- en gascentraleUCTE : ???????UPFC : Unified Power
Flow ControllersUPS : Uninterruptible Power SuppliesVSC : Voltage
Source ConverterWKK : Warmte-kracht-koppling
heid) essentieel. Het kwaliteitsconcept is verder
historischvooral verbonden met de constante grootte en
frequentievan de geleverde spanning. Door de sterke toename
vanvermogenelektronische belastingen in het net worden
ertegenwoordig ook andere eisen gesteld aan netspanningen
belastingsstroom. Zo is bijvoorbeeld de harmonischevervorming van
spanning en stroom genormeerd.De verliezen van het systeem moeten
bovendien laag zijn,en dit zowel bij vollast als bij deellast en
nullast.Ten slotte moeten de investeringen voor al deze eisenbinnen
economische grenzen blijven: vanaf een zekerogenblik worden de
investeringen voor een marginaal ver-hogen van de betrouwbaarheid
onverantwoord. Indiendan een nog hogere betrouwbaarheid vereist is,
wordtovergegaan op lokale opwekking (noodstroomaggregaten)of op
“Uninterruptible Power Supplies” (UPS).
Historiek en ontwikkeling
Toen op het einde van de 19de eeuw de elektriciteit door-brak
als energiebron, was deze vooral gericht naar
verlich-tingstoepassingen. De concurrenten, petroleum- en
gas-verlichting, werden stelselmatig verdrongen en verdwenenmidden
de twintiger jaren volledig uit het stads- en dorps-beeld [3-5].
Meer en meer zette men de elektriciteit ookin voor "drijfkracht".
Ook andere apparaten werden ont-wikkeld, onder andere voor
verwarming.Op sommige plaatsen werd waterkracht gebruikt voor
deaandrijving, maar al snel schakelde men over op motorenen
stoommachines. De eerste generatoren wekten gelijk-stroom op. Hier
leverde onze landgenoot Z. Gramme eenbelangrijke bijdrage. Deze
gelijkstroom werd op lokaalvlak verdeeld en een generator verzorgde
de stroom vooreen reeks verbruikers. De spanningen waren
beperkt.Voor de stockage van elektrische energie bij het
uitvallenvan de generator, en voor het afvlakken van
piekver-bruiken, werden grote batterijen ingezet. Dit was
uiteraardgeen probleem daar er geen omzetting nodig was
tussenbatterij en gelijkspanningsnet.Een nadeel was het ontbreken
van een eenvoudige en ver-liesarme wijziging van niveau van
gelijkspanning. Bij wis-selspanning kan de transformator deze taak
verzorgen,waardoor verschillende spanningsniveaus met
mekaargekoppeld kunnen worden. Ook is het onderbreken,
hetafschakelen van wisselstroom, veel gemakkelijker dan bij
gelijkstroom. De wisselspanning verdrong dan ook
degelijkspanning. Omwille van de betere benutting van
hetgeleidermateriaal werd de wisselspanning vooral als drie-fasig
systeem uitgevoerd Het was (en is) echter vrijwelonmogelijk om
elektrische energie onder wisselstroom-vorm te stockeren.Om de
verbruiksschommelingen uit te vlakken zodra hetverbruik groter
werd, ging men over naar grotere pro-ductie-eenheden die via
hoogspanningslijnen verbondenwerden met uiteenlopende groepen
verbruikers. Terplaatse werd de hoge spanning met
transformatorenomgezet naar een voor de verbruiker aangepaste
span-ningswaarde. Hoe groter het vermogen, des te hoger
hetspanningsniveau. Bekende grote eenheden van het eersteuur waren
Langerbrugge, Mol en Schelle. De aandrijvinggebeurde met stoom en
als energiebron werd steenkoolgebruikt. Het eenheidsvermogen
bedroeg enkele tien-tallen MVA. Door de grotere eenheden kon men
betererendementen behalen.Om de betrouwbaarheid van de elektrische
energievoor-ziening te verhogen, werden de netten gekoppeld.
Reedsvoor de tweede wereldoorlog (in de helft van de jarendertig)
werden de centrales gekoppeld met hoogspanning(36 kV). De CPTE
(Coördinatie van Productie en Transportvan de Elektrische Energie)
werd opgericht om de onder-linge levering van energie op nationaal
vlak te regelen. Alleproducenten en verdelers van elektrische
energie droegennaar verhouding jaarlijks bij in de kosten.Na de
tweede wereldoorlog werden de spanningsniveausin het
hoogspanningsnet stelselmatig met het toenemendvermogen opgevoerd.
70 kV werd normaal, waarna 150kV gebruikt werd voor de grote
koppelingen. Na eenbeperkte installatie van 220 kV in het zuiden
van België,voerde men in de zeventiger jaren 400 kV als
hoogstespanning in voor de koppelingen tussen de grote een-heden en
de verbindingen met het buitenland. Parallelhiermee nam het
eenheidsvermogen van de centrales toevan om en bij 120 MW, over 300
MW naar de grootstenucleaire eenheden van om en bij 1000 MW.
Uitgaandevan dit historisch overzicht, is de huidige toestand van
hetnet beter in te schatten.
Elektrische centrales vandaag
Aangezien elektrische energie niet in een ontginbare vormin de
natuur wordt aangetroffen, moet zij, uitgaande vanandere
energievormen, geproduceerd worden in installa-ties die men
elektrische centrales noemt. Een elektrischecentrale is een systeem
om primaire energie van poten-tiële, thermische, chemische of
nucleaire aard om te zettenin elektrische energie. Meestal gebruikt
men een mecha-nische tussenvorm. De aard van de beschikbare
energiebepaalt de aard van de centrale.
Klassieke thermische centralemet stoomcyclus
In deze centrales (figuur 1) wordt gebruik gemaakt van deuit de
thermodynamica bekende Rankine-cyclus. Hierbijvertrekt men van een
klassieke primaire brandstof (steen-kolen, aardolie of aardgas) om
mechanisch vermogen te
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20003
ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet
-
ontwikkelen. Het werkfluïdum dat de Rankine-cyclusdoorloopt, is
water.Door de regeling wordt de snelheid van de turbine con-stant
gehouden. Op de as van de turbine is een elektri-sche generator
gekoppeld, die de mechanische energieomzet in elektrische. In de
praktijk wordt driefasige wis-selstroom gebruikt. In het Europees
net hebben de gege-nereerde wisselspanningen een frequentie van 50
Hz. De
frequentieregeling gebeurt op Europees niveau door deUCTE. Het
spanningsniveau aan de klemmen van de alter-nator wordt bepaald
door het generatortype en is van deorde-grootte 20 kV. De
gebruikers bepalen uiteindelijkwelk vermogen de elektrische
centrales samen leveren.Op elk ogenblik moet aan de gelijkheid
tussen opgewekten verbruikt vermogen plus verliezen voldaan
worden,daar men elektrische energie niet kan stockeren.
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 4
A. Gasturbine en alternator
B. RecuperatiestoomketelC. Stoomturbine en
alternatorD. Luchtcondensor
1. Luchttoevoer2. Compressor
3. Aardgastoevoer4. Verbrandingskamer5. Gasturbine6.
verbrandingsgassen7. Bypass8. Schoorsteen
9. Economiser10. Verdamper12. Ovenverhitter13. Voedingswater14.
Stoomleiding15. Hogedrukturbine
16. Lagedrukturbine17. Uitgangssoom18. Geribde buizen20.
Alternator21. Transformator22. Hoogspanningsnet
Figuur 2 : Principe van een STEG-centrale. Bij deze
Stoom-En-Gas-eenheden wordt de restwarmte bij de uitlaat van de
gasturbine gebruikt omwater in een stoomcyclus te verwarmen.
Hierdoor ontstaan er twee kringprocessen, een met als werkfluïdum
de verbrandingsgassen van degasturbine en een met stoom. Foto : De
STEG-centrale van Herdersbrug in de regio van Brugge. (Copyright :
Electrabel)
-
Nucleaire thermische centrale
Net zoals bij klassieke thermische centrales, wordt ook ineen
kerncentrale beschikbare thermische energie, onderde vorm van stoom
onder hoge druk en temperatuur,omgezet in mechanische energie. Het
verloop van hetproces, vanaf de plaats waar de stoom de
warmtewisselaarverlaat tot waar het vloeibare water terug in de
warmte-wisselaar wordt gepompt, is in principe volledig analoogaan
de klassieke thermische centrales. De warmte zelf isniet meer
afkomstig van de verbranding van fossiele brand-stof, maar ontstaat
door het vrijgeven van thermischeenergie bij een gecontroleerde
nucleaire splijtingsreactie.Deze warmte wordt niet rechtstreeks aan
het werkfluïdumvan de Rankine-cyclus geleverd, doch wel aan water
onderhoge druk, zodat het niet kan verdampen. Dit water geeftdan
zijn warmte af aan het secundaire circuit, dat hetwerkfluïdum van
de Rankine-cyclus vormt. Door dezewerkwijze in een zogenaamde
"Pressurised Water Reactor"is het rendement beperkt aangezien de
temperatuur vanhet primaire circuit begrensd is.
Hydraulische centrales
Hydraulische centrales wekken elektriciteit op uitgaandevan de
potentiële energie in grote watermassa's op grotehoogte, of van de
kinetische energie van watermassa's meteen groot debiet. De energie
van het water wordt recht-streeks omgezet in mechanische arbeid
door een water-
turbine, wat resulteert in een eenvoudig werkingsprincipeen een
hoog rendement. De behaalde mechanischearbeid wordt vervolgens
omgezet in elektrische energie inde wisselstroomgenerator die op de
turbine-as gemon-teerd staat. Op zich zijn de mogelijkheden in
België en afortiori in Vlaanderen beperkt omwille van de kleine
hoog-teverschillen.Pompcentrales zijn wel van groot belang in het
net. Devoornaamste rol van een pompcentrale is om in een
hogergelegen spaarbekken water op te slaan, door tijdens deuren van
laag elektriciteitsverbruik uit een lager gelegenreservoir water
omhoog te pompen. De nodige energiewordt door het net geleverd aan
de generatoren van decentrale, die dan als motoren werken en
hydraulischemachines aandrijven die als pomp werken.
Tijdensperiodes van grote vraag naar elektrische energie wordt
hetopgeslagen water naar beneden geleid en geturbineerd.Het globaal
energetisch rendement van deze operatie is 70tot 77 %. De
verantwoording voor het gebruik van pomp-centrales is toe te
schrijven aan het grote verschil tussen dekostprijs van de
opgenomen energie en de afgeleverdeenergie.
Andere thermische productie-eenheden
De meeste recente centrales zijn zogenaamde STEG-een-heden (zie
figuur 2). Het gaat hier om gasturbines, waarvande restwarmte bij
de uitlaat van de gasturbine gebruiktwordt om water in een
stoomcyclus te verwarmen. Hier-door ontstaan er twee
kringprocessen, een met als werk-fluïdum de verbrandingsgassen van
de gasturbine en eenmet stoom. Vandaar de benaming STEG, zijnde
SToom EnGas. Alle nieuwe eenheden die gedurende de laatste vierjaar
in België in gebruik zijn genomen, zijn van dit type.Ook de
geplande eenheden zullen op deze wijze elektri-sche energie
produceren. Het grote voordeel is dat der-gelijke eenheden een zeer
hoog rendement hebben(grootte-orde 55 %), dat zij een vrij korte
bouwtijd hebbenen dat de nodige investeringen beperkt zijn. In het
net zijn ook nog dieselcentrales en turbojets opge-nomen. Zij
leveren het piekverbruik en worden omwillevan hun hoge specifieke
kosten zo weinig mogelijk inge-schakeld.
Decentrale productie
Grote Warmte-Kracht-Koppeling (WKK) eenheden wordenslechts in
bijzondere omstandigheid rendabel als een grotewarmte-afname in de
onmiddellijke nabijheid van de pro-ductie-eenheid mogelijk is. Voor
de kleinere eenhedendie WKK toepassen, is een veel ruimere
verspreidingmogelijk. Hierbij denkt men vooral aan de tertiaire
sector,grote gebouwen, hospitalen, glastuinbouw en dergelijke.Deze
kleinschalige productie-eenheden hebben een elek-trisch vermogen
van een honderdtal kWe (kilowatt elek-trisch vermogen), tot hooguit
enkele MWe.Het grootste aantal potentiële WKK-projecten in
Belgiëbetreft eenheden rond de honderd kWe, die samen tochal een
potentieel vertegenwoordigen van een paar hon-derd MWe. Voor deze
kleinere worden gasmotoren of, bijeenheden groter dan 1 MWe,
gasturbines als thermodyna-mische omzettingsmachine
ingezet.Hernieuwbare bronnen, waterkracht op kleine schaal,
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20005
Een stroom met een spanning van 20 kV en een vermogen van
1000MVA laat zich niet over grote afstanden transporteren zonder
dat despanningsvallen en de verliezen ontoelaatbaar hoog worden. In
hetgeval van luchtlijnen zou de resulterende opwarming de geleiders
teveel doen uitzetten, met een te grote doorhang tot gevolg..
-
De verschillende elektrische centrales zijn met
vermogen-transformatoren aangesloten op het koppel- of
intercon-nectienet op hoge spanning. De geproduceerde elektri-sche
energie, aan de klemmen van de generator beschik-baar onder een
spanning van 10 tot 24 kV, wordt via detransformator geïnjecteerd
in de hoogspanningsnetten opbijvoorbeeld 70, 150, 230 of 400 kV. De
hoogste genor-meerde transmissiespanning in West-Europa is 400
kV.Hierbij is slechts een stroom nodig van 1,5 kA per 1000MVA, wat
de verliezen gevoelig beperkt. Dit hoogspan-ningsnet vervult in
essentie twee zeer belangrijke functies :● Beperking van reserve
aan vermogen bij intergeconnec-
teerde centrales. De interconnectie tussen de verschil-lende
centrales laat toe dat de totale reserve aan geïn-stalleerd
vermogen, noodzakelijk voor het verzekerenvan de
elektriciteitsvoorziening in een bepaald gebied,kleiner is dan in
de situatie waarbij elke centrale of groepvan centrales op zichzelf
zou aangewezen zijn voor debevoorrading van een welbepaald deel van
dat gebied.De belangrijkste ontstaansreden van de
internationaleinterconnecties is het ter beschikking stellen van
reser-vecapaciteit tussen de Europese
elektriciteitsonderne-mingen.
● Internationale in- en uitvoer van stroom via het koppelnet.Het
koppelnet verzorgt de transmissiefunctie, en wel deste meer
naarmate in bepaalde gebieden een oneven-wicht heerst tussen vraag
naar en aanbod van elektrischeenergie. Het koppelnet zorgt voor de
verbindingen methet buitenland, zodat elektrische energie kan in-,
uit- endoorgevoerd worden. Dit zal in de toekomst omwillevan de
geliberaliseerde elektriciteitsmarkt sterk toe-nemen. Men dient
echter te benadrukken dat het netdaartoe nooit is ontworpen en dat
bijgevolg grote inves-teringen in lijnen onvermijdbaar zullen zijn
om effectievevrijhandel mogelijk te maken.
windenergie en fotovoltaïsche systemen, zijn per definitieheel
sterk decentraal. Kenmerkend is hun snel variërendeen
onvoorspelbare vermogenopbrengst, die afhankelijk isvan
meteorologische parameters. Op korte termijn lijktvooral
windenergie aantrekkelijk. Naast het windmolen-park in de voorhaven
van Zeebrugge zijn er reeds eenaantal verspreide windturbines (o.a.
in Hasselt en Halle).Een groot aantal projecten ligt ter studie,
waarbij vooralvergunningstechnische problemen de uitvoering
vertragen.
Transmissie van de stroom
Het vermogen van een generator kan variëren van enkeletientallen
kVA tot 1400 MVA. De spanning van de genera-toren is constructief
beperkt. Bij generatoren in elektrischecentrales is de spanning van
de orde van grootte van 20 kValhoewel er recent ontwikkelingen zijn
waarbij generatorenrechtstreeks 400 kV leveren. Bij een spanning
van 20 kVen een vermogen van 1000 MVA vloeit een stroom in
hetdriefasig systeem van 30 kA. Een dergelijke stroom laatzich niet
over grote afstanden transporteren zonder dat despanningsvallen en
de verliezen ontoelaatbaar hoogworden. De spanning wordt beperkt
door het isolatie-niveau en de stroom door de toegelaten
stroomdichtheid.Wanneer de stroomdichtheid in een gegeven geleider
vaneen openluchtlijn of kabel te groot wordt, warmt dezesterk op.
In het geval van luchtlijnen zullen de geleiders teveel uitzetten,
waardoor de doorhang van die geleiders tegroot wordt. Hierdoor is
de veiligheidsafstand tot obsta-kels op de grond niet meer
gewaarborgd. Indien de tem-peratuur nog verder oploopt verliezen de
lijndradenbovendien hun mechanische eigenschappen. Onder-grondse
kabels krijgen een ontoelaatbare thermischebelasting van de
isolatie en een te snelle veroudering.
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 6
ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet
Figuur 3 :Elektriciteitsdistributie in
de praktijk. Links zietmen de hoogspanningslijn,van waaruit de
energielangs driefasige luchtlij-nen of ondergrondsekabels wordt
verdeeldnaar transformatorsta-tions van de openbaredistributie, of
ook recht-streeks naar de transfor-mator van de grote,industriële
klanten of ingrote gebouwen (ter-
tiaire sector). De openbare distributie verdeelt de energie dan
verder op laagspanning (230/400 V) naar de verschillende
gebruikers.
-
Distributie vanelektriciteit
In figuur 3 schetsen we het vol-ledige distributiesysteem.Links
ziet men de hoogspan-ningslijn, met twee driefasige draad-stellen.
In een eerste transformatorstationwordt het spanningsniveau
verlaagd tot bij-voorbeeld 10 of 15 kV. Van daaruit wordtde energie
langs driefasige luchtlijnen ofondergrondse kabels verdeeld naar
eenaantal transformatorstations van de open-bare distributie, of
ook rechtstreeks naar detransformator van de grote,
industriëleklanten of in grote gebouwen (tertiairesector). De
openbare distributie verdeeltde energie dan verder op
laagspanning(230/400 V) naar de verschillende gebrui-kers
(huishoudelijke klanten, ambachtelijketoepassingen), terwijl de
rechtstreekseklanten zelf de elektriciteitsverdeling ophun terrein
verzorgen.Om een bedrijfszekere bevoorrading te waarborgen, is
hetnet uit mazen of lussen samengesteld, die de verschillendeposten
met elkaar verbinden. Bij een fout in een distribu-tiepost of bij
overbelasting kan men onmiddellijk en vanop afstand ingrijpen. De
fout wordt afgezonderd, terwijlde energielevering verzekerd blijft
door over te schakelenop een andere voedingslijn.
Invloed van decentrale opwek-king op vermogenregeling
Essentieel om de problemen te begrijpen is het besef datde
decentrale productie per definitie niet centraal geregeldwordt in
functie van de vraag op nationaal of regionaalniveau. Bij de
WKK-installaties wordt de dimensioneringen de elektrische productie
bepaald door het gewenste
warmtevermogen. Bij hernieuwbare bronnen wordt hetfluctuerend
energie-aanbod zonder meer omgezet in elek-trische energie. Hierbij
gaat men impliciet uit van de ver-onderstelling dat het elektrisch
net onbeperkt dit geprodu-ceerde vermogen kan opnemen.Door deze
veronderstelling wordt echter een grotere soe-pelheid en
regelbereik aan de centrale elektrische pro-ductie-eenheden
opgelegd omdat, buiten de pompcen-trales, grootschalige buffering
van elektrische energie nietmogelijk is.Veronderstel dat alle
WKK-installaties samen, statistischgezien over een dag, een
constante injectie van elektrischvermogen vertegenwoordigen. Dan
betekent dit dat zijdoor de centrale productie-eenheden als een
toenamevan de basisproductie worden ervaren. In een fictief
belas-tingdiagram (figuur 5) wordt de vraag, in een eerste
werk-hypothese, gedekt met enkele regelbare eenheden enenkele
afschakelbare piekeenheden. Een basisproductiezorgt voor 4000 MW
continu en de regelbare centraleshebben een regelbereik
(Pmax-Pmin)/Pmax van 44%. Bij
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20007
A. Gasturbine en alternator
B. RecuperatiestoomketelC. TegendrukstoommachineD. Stoomnet naar
warmte-
gebruikers (papier,voeding, chemie, textiel)
1. Luchttoevoer2. Compressor3. Aardgastoevoer4.
Verbrandingskamer5. Gasturbine6. Verbrandingsgassen7.
Naverbranders8. Schoorsteen9. Economiser10. Verdamper11.
Ovenverhitter
12. Stoomtrommel13. Voedingswater14. Stoomleiding15.
Stoomturbine16. Alternator17. Transformator18. Hoogspanningslijn20.
Natpartij21. Perspartij22. Droogpartij met
droogcilinders
Figuur 4 : Principe van Warmte-Kracht-Koppeling of WKK.
(Copyright :Electrabel)
-
een substitutie van 1000 MW door een ongeregelde, sta-tistisch
constant veronderstelde WKK- en hernieuwbareproductie, verhoogt het
benodigde regelbereik tot 72,5%. Wordt als laatste werkhypothese de
substitutie opgevoerdtot 2000 MW (figuur 6), dan zouden in dit
fictief geval zelfsalle regelbare eenheden tijdelijk tot
afschakelinggedwongen worden (regelbereik 100%). Uiteraard komtdeze
toestand niet voor, maar de conclusie dringt zich weldegelijk op
dat de regelbare groepen meer geregeldmoeten worden. Dit kan tot
grotere slijtage en een toe-name van materiaalbelasting leiden. Ook
dynamisch kanhet inschakelen van productie-installaties
problemenstellen. Inderdaad, de performante groepen kunnen
innormale uitbating ergens rond de 3% van hun nominaalvermogen
oppikken per minuut. Een snellerstijgende vraag (of dalende
opbrengst vandecentrale eenheden) moet dus door aan-gepaste
maatregelen worden opgevangen(inschakeling van turbojets of
import).
Invloed op het werkingspunt van centrale eenheden
De decentrale eenheden worden niet cen-traal geregeld en nemen
niet deel aan deoptimalisatie van de opwekking en van
hetspanningsprofiel van het net. Kleinere een-heden worden lokaal
door de uitbater zoingesteld dat zij met het beste lokaal
rende-ment werken. Hiervoor worden zij ingesteldom te werken met zo
laag mogelijke ver-liezen, wat er praktisch op neerkomt de
pro-ductie van elektrische energie te doenzonder defasering tussen
stroom en span-ning. Deze werking bij cos j = 1 is de bestevoor de
uitbater van de decentrale eenheid,maar is niet de beste voor een
centrale een-heid die in de elektrische buurt produceert.Om dit te
begrijpen moet men de operatio-nele grenzen van een generator
bekijken.Een elektrische eenheid wordt bij deenergie-opwekking
begrensd door:● de maximale statorstroom● de maximale
bekrachtiging● het maximaal ontwikkelbaar vermogen● de stabiliteit
van de werking.Veronderstel dat een bepaalde belasting inactief P
en reactief vermogen Q moet gele-verd worden aan het net. Het deel
van hetactief vermogen dat de decentrale eenheidlevert wordt niet
bepaald door de vraag vanhet net. Wil bijvoorbeeld de
WKK-uitbaterzo goedkoop mogelijk werken, dan trachthij het
werkingspunt zo in te stellen dat hijbij het te leveren actief
vermogen zijn ver-liezen minimaliseert. Dit komt praktischhierop
neer dat hij geen reactief vermogenlevert. Aangezien het net echter
een onver-anderd reactief vermogen opneemt, moetde centraal
geregelde uitbater zijn machine
veel minder efficiënt uitbaten omdat hij al het reactief
ver-mogen moet leveren waarbij rotor- en statorverliezen voorhem
toenemen en het uitbatingspunt dichter bij de uitba-tingsgrens
komt. Deze toestand is globaal energetischgezien niet gunstig omdat
de joule-verliezen niet lineair,maar kwadratisch met de stroom
toenemen.Voor decentrale bronnen, zowel WKK als roterend
her-nieuwbaar, gaat men bovendien vaak over van synchronenaar
asynchrone generatoren. Deze laatste leveren geenbijdrage tot de
reactieve vermogenhuishouding van hetnet, integendeel, zij vragen
reactief vermogen.De gevaren zijn vaak nog groter bij een kleine
belasting vanhet net, waarbij de capacitieve shuntreactantie van
het neteen grotere rol begint te spelen en eventueel zorgt voor
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 8
ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet
Figuur 6 : Fictief productiediagram met WKK-productie tot 2000
MW, waardoor zelfsalle regelbare eenheden tijdelijk tot
afschakeling gedwongen worden (regelbereik100%). Dit kan tot
grotere slijtage en een toename van materiaalbelasting leiden.
Ookdynamisch kan het inschakelen van productie-installaties
problemen stellen.
Figuur 5 : Fictief productiediagram zonder WKK-inschakeling.
Hierbij wordt de vraaggedekt met enkele regelbare eenheden en
enkele afschakelbare piekeenheden. Eenbasisproductie zorgt voor
4000 MW continu en de regelbare centrales hebben eenregelbereik
(Pmax-Pmin)/Pmax van 44%.
-
een vraag naar een globaal capacitief reactief vermogen.Het
gevaar bestaat dan dat door een niet deelnemen aanhet leveren van
dat capacitief vermogen, de WKK-instal-latie de koppeling met het
net van de centraal geregeldeeenheid tot bij de stabiliteitsgrens
brengt, al is de toestandin de werkelijkheid lang niet zo
scherp.Grotere decentrale eenheden kunnen niet zomaar aan hetnet
leveren volgens hun eigen beslissingen. Er is overlegmet een
centraal regelorgaan noodzakelijk. Kleinere een-heden zouden echter
ook niet zonder overleg mogeningeschakeld worden, omdat zij door
hun stijgend aantaleen niet langer verwaarloosbare invloed kunnen
uitoe-fenen op de veilige uitbating van een gekoppeld net.
Invloed op de spanningsregeling in het net
Koppeling aan het hoogspanningsnet
De inschakeling van WKK-eenheden van groter vermogengebeurt
logischerwijze rechtstreeks op het hoogspan-ningsnet.
Hoogspanningsnetten zijn overwegend induc-tief. Daardoor wordt de
verandering van de amplitude vande spanning vooral beïnvloed door
de inductieve stroom-component, dus door het reactief vermogen dat
over eenzekere afstand getransporteerd wordt. Dit reactief
ver-mogen is enerzijds een gevolg van de vraag van de klanten,die
gewoonlijk inductieve belastingen voor het net bete-
kenen. Transmissie is onvermijdelijk als het niet lokaalwordt
geproduceerd (bv. door condensatorbatterijen).Anderzijds vraagt het
net zelf reactief vermogen bij detransmissie van actief vermogen.Om
de amplitudeverandering van de spanning tebeperken is het van
belang de transmissie van reactief ver-mogen eveneens te beperken
en het nodige reactief ver-mogen zo lokaal mogelijk te produceren.
De in België ver-spreide centraal geregelde eenheden staan normaal
invoor de regelbare levering van dit nodige reactief ver-mogen. In
een vermaasd net, zoals het Belgisch net, of hetEuropees net op 400
kV, wordt de circulatie van het reac-tief vermogen zo beperkt
mogelijk gehouden om zoweinig mogelijk netverliezen te hebben.
Hiertoe wordthet spanningsprofiel in het net geoptimaliseerd met
nume-rieke simulatieprogramma’s.Daar de spanningsamplitude ook
binnen nauwe grenzengehouden moet worden voor de goede werking en
de vei-ligheid van de aangesloten toestellen, mag ∆ U niet
grootzijn en liefst weinig variëren eenmaal ingesteld volgens
hetoptimaal spanningsprofiel. Bij benadering kan men in
dehoogspanningsnetten stellen dat om de spanning constant
te houden, bij elke verandering van actief vermogen
eenbijhorende verandering van reactief vermogen hoort.
Despanningscorrectie op hoogspanning kan met relatiefweinig
reactief vermogen uitgevoerd worden. De werke-lijke impact van de
injectie van actief vermogen doordecentrale productie op de globale
netverliezen kanechter niet zo eenvoudig uitgedrukt worden.
Hiervoormoet men zijn toevlucht nemen tot uitvoerige
netstudies(zogenaamde "loadflow"-berekeningen). Hierbij mag menook
niet uit het oog verliezen dat heel Europa geïntercon-necteerd is
en dat de transmissie van actief vermogen ineen gedereguleerde
context ook nieuwe eisen gaat stelleninzake spanningsprofiel. De
invloed van de inplanting invermaasde netten kan bijgevolg slechts
worden verkegenuit nauwkeurige simulaties.
Koppeling aan het middenspanningsnet
Wanneer de decentrale eenheid aan het middenspan-ningsnet
gekoppeld mag worden, moet men een onder-scheid maken naargelang de
aansluiting in een voedings-post gebeurt dan wel op een aftakking
in het net zelf.Gebeurt de aansluiting in de voedingspost, dan komt
ditgeval eigenlijk neer op het aansluiten op het hoogspan-ningsnet
omdat de impedantie van het net, gezien vanuithet aansluitpunt, nog
steeds overwegend inductief is.De amplitude van de spanning wordt
overwegend beïn-vloed door het gevraagd reactief vermogen. Toch kan
indit geval, omwille van het radiaal karakter van de
distribu-tienetten, eventueel gebruik gemaakt worden van
transfor-matoren met veranderlijke tapstand, omdat
circulaties-tromen in een radiaal uitgebaat net niet kunnen
optreden.Deze toestellen zijn echter minder effectief dan
verwachtzoals uit volgend eenvoudig voorbeeld blijkt. Nemen we een
transformator aangesloten op een net metconstante spanning. Na
vaststelling dat de secundairespanning te laag is, wordt een hogere
transformatiever-houding ingesteld. Uit tabel 1 blijkt dat de
effectieve span-ningscorrectie veel minder bedraagt dan de
ingestelde tap-verhouding: om een correctie van 7,6% uit te voeren
moetmen de tap met 10% verhogen. Men merkt tevens op dat de cos ϕ
bij het voedingspuntgedaald is, terwijl de impedantie en de cos ϕ
van de belas-ting constant gebleven zijn. Dergelijke situatie kan
in kriti-sche gevallen leiden tot een spanningsineenstorting
[6],wat in Nederland het geval was.Als een decentrale eenheid, die
aan de secundaire kantaangesloten is, plots minder vermogen
injecteert, daalt despanning. Een spanningscorrectie doorvoeren
door tap-standaanpassing zou precies voor distributienetten
dezegevaarlijke situatie in de hand werken. Het besluit zou
dankunnen zijn dat de decentrale eenheid geen oorzaak magzijn van
te belangrijke spanningsschommelingen, waarvoorde cijferwaarde door
netstudies moet bepaald worden. Indien de aansluiting echter ergens
in het middenspan-ningsnet zelf gebeurt, wordt de impedantie van
het net,dat meestal een kabelnet is, meer resistief dan
inductief.De verandering van de spanningsamplitude wordt
vooralbepaald door de variatie in actief vermogen. Dit
betekentconcreet dat een decentrale eenheid die vooral actief
ver-mogen injecteert een zeer directe invloed heeft op deamplitude
van de spanning.Wil men de spanning onveranderd houden voor de
nabij-
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20009
ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet
Tapstand Voedende Secundaire cos ϕ aanspanning spanning
voeding
1 1 0.93 0.887
1.05 1 0.96 0.879
1.10 1 1.006 0.872
Tabel 1 : Effectiviteit van de aanpassing van de
transformatieverhou-ding.
-
gelegen klant, dan is nu een veel belangrijkere
hoeveelheidreactief vermogen nodig. In een laagspanningsnet, waar
deweerstand nog meer overweegt, zou het zelfs ondenkbaarzijn door
reactief vermogen de spanning te controleren.Gezien het nu niet
mogelijk blijkt te zijn de spanningsver-andering op te vangen, zou
het besluit kunnen zijn dat detoelaatbare injectie van actief
vermogen door een decen-trale eenheid niet al te belangrijk kan
zijn. Zij mag zekergeen oorzaak zijn van ontoelaatbare
spanningsschomme-lingen, waarvoor de cijferwaarde door netstudies
moetbepaald worden na afspraken over de kwaliteitscriteria vande
geleverde spanning.
Andere invloeden bijdecentrale aansluiting
Naast de hierboven aangehaalde invloeden, vereist de
aan-sluiting van een decentrale eenheid nog enkele
andereaandachtspunten. Vooreerst is er het vergroten van
dekortsluitstroom. De WKK-installatie genereert het ver-mogen met
een alternator, in tegenstelling tot sommigeandere decentrale
opwekkingen (fotovoltaïsche installaties,windturbines). Daardoor
dragen zij ook op dezelfde wijzebij tot de kortsluitstroom als een
gewone generator.Dan is er het probleem van de terugvoeding naar
het net.Door de aanwezigheid van een decentrale eenheid in
eenradiaal distributienet wordt het net veel lastiger te
bevei-ligen omdat een eventuele fout nu vanuit zowel de bron-kant
als vanuit de WKK kan gevoed worden. De beveili-gingsapparatuur
moet dus richtingsgevoelig zijn of diffe-rentieel werken.Ten slotte
is er nog de bekommernis om het synchronismemet het net te behouden
na een zware fout. De snel-heidsregelaar kan anders reageren dan de
primaire regelingvan de centraal gestuurde eenheden, waardoor na
hetwegnemen van de fout een fase-oppositie met het net tevrezen
valt. Om dit gevaar te voorkomen zijn bijzonderestrategische
maatregelen en afspraken nodig tussen de uit-bater van de
decentrale eenheid, die eventueel in eiland-bedrijf overgaat, en de
netbeheerder.Om het belang van een goede huishouding van het
reac-tief vermogen te benadrukken, dient vermeld te wordendat zowel
de stroomstoring in de provincie Utrecht enomgeving (23 juni 1997)
als de panne in Vlaanderen op 4augustus 1982 een gevolg waren van
een te kort aan reac-tief vermogen en een ineenstorting van de
spanning, waar-door er productiecapaciteit ter plaatse weg viel.
Bij hetplannen van het globale net wordt hiermee terdege reke-ning
gehouden. Zo zijn na de panne in 1982 alle regelaarsvoor de
bekrachtiging van de generatoren aangepast en ditop een
gecoördineerde wijze.
Nieuwe ontwikkelingenin transmissietechnologie
Omvormertechnologie
Het is vooral de introductie van de Insulated Gate
BipolarTransistor (IGBT) en recenter nog de Integrated Gate
Com-
mutated Thyristor (IGCT) met hun hoge stroom- en
span-ningswaarden die de noodzakelijke evoluties heeft moge-lijk
gemaakt. De term "insulated gate" slaat op de
metaal-oxyde-halfge-leiderpoort die slechts een uiterst klein
stuurvermogennodig heeft. In vergelijking met een klassieke MOSFET
isde benodigde oppervlakte voor eenzelfde spanningsvalveel kleiner,
hetgeen een belangrijk economisch voordeelbiedt. Verder heeft de
IGBT als component karakteris-tieken die erg gelijken op deze van
een transistor, waar-door er controle mogelijk is in het volledige
werkingsge-bied, met andere woorden van volledige geleiding
tottotale blokkering. Deze component kan aan- en afgescha-keld
worden op vrij hoge frequenties waardoor een snel-lere
vermogenregeling mogelijk wordt en waardoor ook deharmonische
interferentieniveaus veel lager worden.Verder leent deze component
zich heel gemakkelijk totserieschakeling, zodat omvormers voor hoge
spanningengemakkelijk kunnen ontworpen worden. Ook
parallel-schakeling geeft relatief weinig problemen.De IGCT lijkt
de opvolger te worden van de "gate-turnoffthyristor" (GTO). Net
zoals de GTO is de IGCT stroomge-stuurd en heeft hij een lage
spanningsval in geleiding. Decomponent vereist geen hulpcircuit
("snubber") voor decommutatie en de vrijloopdiode kan worden
geïntegreerdin de halfgeleidercomponent. Verder heeft deze
compo-nent gelijkaardige voordelen als de IGBT: snel schakelge-drag
en eenvoudige schakeling in serie en parallel. Met deze nieuwe
types halfgeleidercomponenten kunnenspanningsomvormers met een hoge
nominale spanningheel eenvoudig gebouwd worden. Dergelijke
omvormers
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 10
ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet
Foto 4 : Een transformator van Electrabel. De toelaatbare
injectie vanactief vermogen door een decentrale eenheid mag zeker
geen oorzaakzijn van ontoelaatbare spanningsschommelingen. De
cijferwaardemoet door netstudies bepaald worden na afspraken over
de kwaliteits-criteria van de geleverde spanning.
-
laten toe om het actieve en het reactieve vermogen in eensysteem
onafhankelijk van elkaar te regelen. In tegenstel-ling tot de
traditionele thyristorbrugomvormer, kan eendergelijke
spanningsgestuurde omvormer met gedwongencommutatie ("Voltage
Source Convertor" of VSC) in eennet werken waarin geen generatoren
of andere roterendemachines zoals synchrone condensatoren staan.
Dit is eenheel groot voordeel om bijvoorbeeld ver afgelegen
loca-ties met geïsoleerde belastingen te voeden.
Kabeltechnologie
Alhoewel ook voor zeer hoge wisselspanningen kabelsmet
geëxtrudeerde isolatie een degelijke en uitgebalan-ceerde techniek
vormen, is hun gebruik beperkt tot relatiefkorte afstanden, en dit
ten gevolge van het reactief ver-mogen dat opgewekt wordt en
daaruit volgende span-ningsproblemen in het net. Gelijkstroomkabels
gevengeen problemen met reactief vermogen zoals deze zichvoordoen
bij wisselstroomkabels en kunnen dus gebruiktworden voor
transmissie over langere afstanden. Tot nutoe waren geëxtrudeerde
gelijkstroomkabels technisch niethaalbaar ten gevolge van
ruimteladingen in de isolatie. Ditfenomeen beperkt immers sterk de
levensduur van dekabels.Parallel met de ontwikkeling van de
VSC-technologie werdeen geëxtrudeerde kabel ontwikkeld op basis van
poly-meerisolatie die gekarakteriseerd wordt door
uitstekendedoorslagspanningskarakteristieken, een laag gewicht
pereenheid van lengte en een hoge betrouwbaarheid. Verderis hij erg
flexibel en heeft hij een hoge mechanischesterkte.
Gelijkstroomkabels die slechts 1 kg per meterwegen met een nominaal
vermogen van 30 MW bij 100 kVkunnen nu gemaakt worden en vrij
eenvoudig geïnstal-leerd worden in conventionele kabelgootsystemen
ensleuven. Op basis van kosten zijn dergelijke gelijkstroom-kabels
per vermogeneenheid vergelijkbaar met de kost vanovereenkomstige
hoogspanningsleidingen boven degrond. Het spreekt vanzelf deze
technologie dat intrinsiekook het voordeel biedt dat de visuele
hinder van hoog-spanningslijnen vermeden wordt.
HVDC
HVDC (of energie-overdracht met hoge gelijkspanning) kandoor de
ontwikkelingen in kabel- en omvormertechno-logie in de toekomst een
belangrijke rol gaan spelen. (ziekaderstuk) Op dit ogenblik worden
de bestaande HVDC-verbindingen gebruikt voor transmissie van grote
vermo-gens over grote afstanden of onderzee.Politieke ondersteuning
van de marktpenetratie van her-nieuwbare energiebronnen, gekoppeld
aan de openingvan de elektriciteitsmarkt en met concurrentie op het
vlakvan generatie van elektriciteit, zullen samen aanleidinggeven
tot het gebruik van vele kleine en middelgrote cen-trales die ofwel
dicht bij de belasting staan, ofwel zeer verervan verwijderd. In
beide gevallen zal de interactie tussende productie en het
transmissie/distributiesysteem denoodzaak met zich meebrengen om
verbeterde controle-mogelijkheden op dit deel van het net te
hebben. Dit isvooral het geval bij windenergie, daar de
werkingsvoor-waarden van deze centrales zeer sterk variëren in
functievan de tijd. HVDC-technologie kan op effectieve wijze de
centrale ontkoppelen van het net, en biedt regeltechnischeen
veiligheidsvoordelen.De nieuwe HVDC-technologie, gebaseerd op de
VSC enhet nieuwe type geëxtrudeerde kabel, wordt meestalHVDC-light
genoemd, waarmee vooral de nadruk gelegdwordt op het lage gewicht
en de compactheid. Omwillevan deze eigenschappen vormt HVDC-light
een haalbaaralternatief voor vele voedingstoepassingen zoals: ● de
verbinding van kleine verspreide centrales onderling
en met het net;● levering van elektriciteit aan eilanden en
afgelegen loca-
ties;● levering van elektrisch vermogen aan grote en
snelgroei-
ende steden.Als belastingen toenemen qua verbruik, moeten de
distri-butiesystemen in grote steden steeds meer uitgebreidworden.
Daar de grond in de steden zeer duur is, is hetuitermate moeilijk
om nieuwe systemen aan te leggen. Bijtoenemend vermogenniveau wordt
het ook steeds gevaar-lijker om de kortsluitcapaciteit van
schakelaars te over-schrijden. Ook andere elementen van het net
wordensteeds zwaarder belast. Daarom moeten nieuwe oploss-ingen
gezocht worden om het vermogen ter plaatse tebrengen. Ook hier
levert HVDC-light een mogelijkeuitweg: de kabels kunnen eenvoudig
ondergronds geïn-stalleerd worden, de omvormerstations zijn compact
envia de regeling laten zij toe om geen enkele impact tehebben op
de kortsluitniveaus.
FACTS
De betrouwbaarheid van elektrische vermogensystemenkan worden
verhoogd door uitbreiding van de transmissie-capaciteit. Hiertegen
rijzen bezwaren van financiële enecologische aard. Een betere
efficiëntie kan wordenbereikt door een verhoogde graad van
benutting van debestaande transmissielijnen.Betrouwbaarheid en
efficiëntie zijn niet noodzakelijktegenstrijdig bij de uitbating
van elektrische vermogensys-temen. Flexible Alternating Current
Transmission Systems(FACTS) kunnen een belangrijke bijdrage leveren
voor hetverzekeren van een betrouwbare en economische netuit-bating
omwille van de snelle regeling van actief en reactiefvermogen [7].
Onder de verzamelnaam FACTS groepeertmen een groot aantal
snelreagerende controle-apparatenop basis van moderne
vermogenelektronische compo-nenten zoals thyristoren, GTO’s en
IGCT’s.Voor de regeling van het actief vermogen kunnen
thyris-torgecontroleerde fasehoekregelaars worden gebruikt diehet
hoekverschil van de spanningsfasoren over een trans-missielijn
kunnen aanpassen en op die wijze de actief-ver-mogenstroom
beïnvloeden.Voor de regeling van het reactief vermogen bestaan
ver-schillende varianten, zoals statische VAR-compensatorenen
thyristor-gecontroleerde serie-compensatoren. Dezeregeling wordt
aangewend om actief-vermogenverliezen tebeperken. De
beschikbaarheid van reactief vermogen iseveneens vereist om een
aanvaardbaar spanningsprofiel ophet transmissiesysteem te
handhaven, zodat spanningsin-storting kan worden voorkomen.Actief
en reactief vermogen kunnen ook samen wordengeregeld in zogenaamde
Unified Power Flow Controllers(UPFC).
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/200011
ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet
-
Besluit
Elektriciteitsproductie en -verdeling zijn eentechnisch moeilijk
probleem. Het belang vaneen betrouwbare voorziening in
elektrischeenergie voor de maatschappij kan niet over-schat worden.
De verdeling van de productieover vele, niet gecoördineerde kleine
een-heden kan wel tot hetzelfde vermogen endezelfde
energieproductie leiden, maar de sta-biliteit van de spanning kan
erdoor in hetgedrang komen.Grote, centraal gestuurde eenheden
zullenook in de toekomst de ruggengraat van eenbetrouwbare
energievoorziening vormen,waarbij er een beperkte hoeveelheid
pro-ductie van kleine, eventueel hernieuwbare sys-temen zal
komen.
Referenties
1. Richtlijn 96/92/EG van het Europees Parlement ende Raad van
19.12.1996 betreffende gemeenschap-pelijke regels voor de interne
markt voor elektriciteit.
2. Wet van 29.04.1999 betreffende de organisatie van de
elektrici-teitsmarkt, Belgisch Staatsblad, 11.05.1999.
3. Kerckhaert N., De Vleeshauwer D.: "Het nieuwe licht uit
Langer-brugge, 1900-1940," EBES uitgave, 1990.
4. Kerckhaert N., De Vleeshauwer D.: "Waterdruk in
Antwerpen…,een stroom van elektriciteit," Electrabel uitgave,
1993.
5. Kerckhaert N., De Vleeshauwer D.: "Zwart goud en wit licht in
deKempen," Electrabel, uitgave, 1991.
6. Van Cutsem T., Vournas C., "Voltage stability of electric
power sys-tems", Kluwer, 1998.
7. E. Lerch, "Modelling and Application of
FACTS-Elements",Journées d’Etudes SRBE-SEE, Les FACTS,
16-17.11.94
De auteurs
Ronnie J. M. BELMANS promoveerde als elektromechanisch ir.,
rich-ting elektrotechniek, aan de K.U.Leuven in 1979. In 1984
behaaldehij daar een doctoraat gevolgd door een speciaal Doctoraat
in 1989.In 1993 behaalde hij de Habilitierung aan de RWTH Aachen,
in Duits-land.Op dit ogenblik is hij gewoon hoogleraar aan de K.U.
Leuven waarhij verschillende vakken in de elektrotechniek doceert.
Hij is hoofdvan de afdeling Elektrische Energie en momenteel
voorzitter van hetdepartement Elektrotechniek. Hij is
mede-oprichter en vice-voor-zitter van het K.U.Leuven
Energie-Instituut, en tevens gastprofessoraan de RWTH Aachen en aan
het Imperial College in London.
Ronnie Belmans is voorzitter van UIE (Union Internationale
d'elec-trotechnologie), Fellow van de IEE, Senior Member van de
IEEE envoorzitter van het TI-Genootschap Elektrotechniek.
Thierry VAN CRAENENBROECK behaalde het diploma van
elektro-technisch-werktuigkundig ingenieur, optie elektrische
energie aan deK.U.Leuven in 1989. Van 1990 tot 1992 was hij
werkzaam als docentop de Anton-de-Kom-Universiteit van Suriname. In
1998 promo-veerde hij tot dr.t.w. aan de K.U.Leuven. Zijn
doctoraatswerk werdbekroond met de driejaarlijkse Sinave-prijs van
de K.B.V.E. Op ditogenblik bekleedt hij een postdoctoraal
onderzoeksmandaat aan deK.U.Leuven. Hij is ook Senior Member van de
IEEE.
Daniel VAN DOMMELEN behaalde het diploma van elektrotech-nisch
ingenieur aan de K.U.Leuven, een M.Sc. in Electrical Enginee-ring
aan de universiteit van Wisconsin en een doctoraat aan
deK.U.Leuven. Sinds 1977 is hij gewoon hoogleraar aan de
K.U.Leuven.Hij is auteur van het boek "Productie, transmissie en
distributie". Hijis gewezen voorzitter en thans Belgische
afgevaardigde in het CER-comité van de UIE. Hij is voorzitter
geweest van de IEEE Benelux Sec-tion, is distinguished member van
CIGRE, en senior member van SEEen IEEE
●
HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 12
HVDC : High Voltage Direct Current
HVDC is de Engelse benaming voor energie-overdracht met
gelijkstroom bijhoge spanningen. Als voorbeeld vermelden we de 2000
MW-verbinding tussenEngeland en het Europese continent. De kosten
van een gelijkstroomverbin-ding ligt lager per lopende meter dan
voor een wisselstroomverbinding methetzelfde vermogen, maar de
bijkomende omvormerstations (van gelijkstroomnaar wisselstroom en
omgekeerd) vergen een aanzienlijke investering.Bijkomende voordelen
van een gelijkstroomoverbrenging zijn het uitschakelenvan de
invloed van de capaciteit en de inductantie, een verhoging van de
stabi-liteit, en de mogelijkheid van een elektronische
stroombeperking bij kortslui-ting. De aarde kan worden gebruikt als
terugvoergeleider.
FACTS : Flexible Alternating Current Transmission Systems
FACTS is een verzamelnaam voor een aantal vermogenelektronische
schakelin-gen die een flexibelere regeling van spanning en vermogen
in wisselstroomnet-ten mogelijk maken. Er bestaan hierbij zowel
systemen die parallel met het netwerken, alsook systemen die in
serie met een verbinding staan. De opkomstvan de
vermogenelektronica, en in het bijzonder de uitbreiding van de
moge-lijkheden van de componenten, ligt aan de basis van de
toenemende belang-stelling voor dit soort systemen. Het aantal
concrete realisaties is voorlopig nogbeperkt, maar zal in de
toekomst ongetwijfeld stijgen.