Elektriciteit - Balanshandhaving


TenneT is als landelijk netbeheerder verantwoordelijk voor het handhaven van de balans van ons elektriciteitsnetwerk. Het belang van balanshandhaving werd wel duidelijk op 4 november 2006, toen een storing in het Duitse net ervoor zorgde dat de frequentie in een deel van het Europese net tot 49 Hz daalde. In heel Europa zijn toen grote delen van het netwerk automatisch afgesloten om de balans te kunnen herstellen. Dit betekende een grote elektriciteitsstoring waarin miljoenen mensen zonder stroom kwamen te zitten.

Vraag en aanbod moeten altijd in balans zijn

De elektriciteitsinfrastructuur is bijzonder grootschalig: alle huishoudens zijn aangesloten op het elektriciteitsnet, naast zeer vele andere groot- en kleinverbruikers. Al die aangeslotenen hebben hun eigen individuele consumptiepatroon. Het is de taak van TenneT ervoor te zorgen dat op elk moment het aanbod in balans is met de vraag. Door het ontbreken van (grootschalige) mogelijkheden voor opslag van elektriciteit, is de balanshandhaving een grote uitdaging in het complexe elektriciteitssysteem. Op elk moment, real time, moet ervoor gezorgd worden dat er geen overschotten of tekorten ontstaan. Vooral bij tekorten kunnen delen van het netwerk uitvallen, niet alleen in Nederland zelf, maar ook in andere landen en delen van Europa. Omgekeerd kunnen storingen elders in Europa gevolgen hebben voor de stabiliteit van ons netwerk. Hieronder in figuur 1 staat het verloop van de onbalansvolumes in het Nederlandse netwerk in 2012. Hierin is te zien dat de onbalans veelal binnen een bandbreedte van +/- 100 MWh in 15 minuten blijft.


Figuur 1. Onbalansvolumes over 2012. De afspraak in dit soort grafieken is dat positief het opregelen van het aanbod betekent en dat is nodig bij stroomtekorten. Negatief betekent het afregelen van aanbod en dat is nodig bij stroomoverschotten. Bron: TenneT data

Programmaverantwoordelijke partijen

Omdat er geen grootschalige opslag is, kan er op geen enkel moment meer elektriciteit op het net worden ingevoerd dan er wordt afgenomen. TenneT kan voor moment van levering aanbod en vraag al goed op elkaar afstemmen dankzij het systeem van programmaverantwoordelijkheid. Programmaverantwoordelijke (PV) partijen zijn vereist een dag tevoren bij TenneT aan te geven hoeveel elektriciteit zij per kwartier plannen aan te bieden dan wel af te nemen op straffe van het betalen van een onbalansprijs per MWh voor afwijkingen van de planning. Dit laatste heet onbalansverrekening. De grote stroomproducenten, de retailers van wie consumenten hun stroom afnemen en andere grote afnemers behoren tot die partijen. Hoewel de huishoudens zelf niet programmaverantwoordelijk zijn, kan de retailer als PV partij hun geaggregeerd verbruikspatroon op basis van historische consumptieprofielen redelijk inschatten.

Primair vermogen

In de praktijk zal de totale vraag en aanbod in Nederland niet precies gelijk zijn, een situatie die onbalans genoemd wordt. Dit kan het gevolg zijn van verkeerde inschattingen van productie en consumptie van elektriciteit door PV partijen. Een eerste balanceringsdienst die wordt ingezet om de balans te herstellen is primair vermogen. Primair vermogen wordt automatisch geleverd door grote centrales binnen enkele seconden om de netfrequentie te corrigeren wanneer deze teveel naar boven of beneden afwijkt. Productie-eenheden die hiervoor worden ingezet leveren dan een of een paar procent meer of minder vermogen, zodat de netfrequentie zo dicht mogelijk bij 50 Hz blijft. In continentaal Europa wordt de primaire reserve automatisch geactiveerd zodra een deviatie van 20 mHz naar boven (> 50,02 Hz) of beneden (< 49,98 Hz) geconstateerd wordt. Zie www.mainsfrequency.comw voor real-time netfrequentie en huidige inzet van primair vermogen (zgn. primary control).

Regel-, reserve-, en noodvermogen

TenneT heeft als taak ervoor te zorgen dat Nederlanse systeemonbalans op de goedkoopste manier wordt verholpen. Partijen bieden diverse balanceringsdiensten aan TenneT aan, die zij kan afroepen om de systeembalans te herstellen:
• Regelvermogen
• Reservevermogen
• Noodvermogen

Regelvermogen

Op de markt voor regel- en reservevermogen wordt door partijen die in staat zijn om meer te produceren/minder te verbruiken of juist minder te produceren/meer te verbruiken deze capaciteit aangeboden. Een bieding regelvermogen (in MWh/h) moet binnen 15 minuten geheel kunnen worden geleverd, en automatisch, d.m.v. een elektronisch signaal dat TenneT verstuurt. Regelvermogen wordt in de regel geleverd door flexibele elektriciteitscentrales.

Reserve vermogen

Een bieding reservevermogen (in MW/h) moet binnen het uur zijn geactiveerd. Reservevermogen hoeft niet automatisch activeerbaar te zijn, en wordt meestal afgeroepen na regelvermogenbiedingen vanwege een langere reactietijd.

Noodvermogen

Naast regel- en reservevermogen sluit TenneT ook nog een aantal contracten met voornamelijk grote stroomverbruikers om de elektriciteitsvraag te verminderen in geval van een groot elektriceitstekort. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn bij uitval van een centrale of dreigende overbelasting in een bepaald deel van het hoogspanningsnet. Dit vermogen wordt noodvermogen genoemd, en wordt normaliter slechts enkele malen per jaar afgeroepen.


Figuur 2. Onbalansvolumes op 1 januari 2012. Positief = opregelen (tekort), negatief = afregelen (overschot). Bron: TenneT data

De rol van interconnectoren

Ook met import en export via de interconnectoren (verbindingen tussen landen) kan de balans worden gecorrigeerd. Oorspronkelijk was dit de belangrijkste reden voor de aanleg van de interconnectoren. De interconnectoren zijn niet aangelegd met de bedoeling omvangrijke (door de Europese elektriciteitshandel geïnduceerde) elektriciteitsstromen te accomoderen, die ook nog eens sterk kunnen fluctueren door de sterke toename van vooral in Duitsland en Denemarken opgestelde windturbines en zonnepanelen. Stroom zoekt de weg van de minste weerstand. Dat betekent dat de in Noord-Duitsland opgewekte windstroom niet alleen via de verbinding tussen het Noord- en Zuid-Duitse transmissienet naar de afnemers in Zuid-Duitsland stroomt, maar ook de route via Nederland en België kiest. Ook al is Nederland geen partij in de betreffende stroomhandelstransactie, moet TenneT, onze TSO, wel reageren op de onvoorziene stromen om de stabiliteit van het nationale transmissienet niet in gevaar te brengen. De TSO reserveert (een deel van de beschikbare) interconnectiecapaciteit voor de stabiliteitsbewaking. Dit wordt voornamelijk gebruikt voor de uitwisseling van primair vermogen.

Vanuit de Europese elektriciteitsmarkt is er druk om de beschikbare interconnectiecapaciteit zoveel mogelijk te bestemmen voor "echte" import en export, zodat de prijsverschillen voor elektriciteit in de verschillende lidstaten kleiner kunnen worden. Een bepaalde hoeveelheid is echter gereserveerd als 'veiligheidsmarge', wat de uitwisseling van primair vermogen tussen de Europese landen mogelijk maakt. Figuur 3 laat het verschil tussen geprogrammeerde import en export zien en het daadwerkelijk gemeten gebruik van de interconnector. De doorvoer is veel groter dan bedacht. Daardoor wordt beschikbare interconnectiecapaciteit dus niet volledig benut door de markt.


Figuur 3. Gemeten gebruik van interconnectiecapaciteit en wat was geprogrammeerd in januari 2012. Bron: TenneT data

Laatste wijziging: 13-01-2016
Creative Commons-Licentie
Deze publicatie valt onder een Creative Commons licentie. Zie hiervoor het colofon.