Capaciteitsbeperkingen bij stroomtransport

Zoals uit het voorbeeld hier blijkt, ontstaan soms niet-intuïtieve stromen tussen verbindingen, vanwege de combinatie van weerstanden, generatoren en gebruikers. Een beperking in de praktijk is de capaciteit van de verschillende verbindingen.

Analytisch wordt dit snel te ingewikkeld om met de hand op te lossen. Een praktische aanpak bespreken we aan de hand van het voorbeeld in figuur 1, waarin elk van de lijnen niet meer mag bedragen dan 100 MW.


Aangenomen dat we de stroom niet tegen kunnen houden, ontstaat de oplossing die we hier vonden:


Dit is een probleem, omdat de verbinding A-C wordt overbelast. Er zijn nu meerdere mogelijkheden om ervoor te zorgen dat de stroom niet uitvalt:

• Reduceer de vraag. Als de consumptie in node C lager wordt, wordt ook de stroom A-C lager.
• Verhoog de vraag. Als er consumptie in node A (en mogelijk B) wordt aangekoppeld, zal de stroom tussen A en C ook lager worden.
• Wijzig de inzet van centrales. Als de kerncentrale in node B meer draait en de kolencentrale in A minder, wordt de stroom tussen A en C ook lager.
• Bouw extra capaciteit, of nieuwe lijnen bij.
• Schakel specifieke lijnen af.

Hoe bepaal je nu analytisch welke optie het best is? Dat is in een netwerk van maar 3 nodes al erg ingewikkeld. Als je aanneemt dat een lijn A-C een hele dure lijn is die absoluut niet mag uitvallen, is het zaak om deze capaciteit zorgvuldig te bewaken en het risico op onverwachte stromen te vermijden.

Een pragmatische aanpak is om te een aantal scenario's te proberen en te kijken wat de uitkomst is. Als voorbeeld geven we in figuur 3 de uitkomst voor een gewijzigde inzet van centrales:


Het toepassen van de analysemethode die hier staat, leidt tot het volgende resultaat.


Hieruit volgt dat de beperking die met 16 MW werd overschreden helemaal niet wordt opgeheven door een verschuiving van 20 MW. Er wordt maar 4 MW minder capaciteit gebruikt op de beperkende link! Reken dit zelf na.

Als TenneT, de transmission system operator (TSO) van het Nederlandse (en voor een deel ook het Duitse) netwerk doorrekent, wordt van de verschillende opties gebruik gemaakt. Ook kan tot op zekere hoogte op dwarsregeltransformatoren (phase shifting transformers) actief stroom worden omgeleid. Die zijn ook beperkt vanwege hun eigen kosten, regelbaarheid en energieverliezen.

Voor het bepalen van hun acties maakt TenneT gebruik van grote, ingewikkelde optimalisatiemodellen, die ervoor moeten zorgen dat de leveringszekerheid wordt gewaarborgd tegen zo laag mogelijke (extra) kosten. Hiertoe heeft TenneT contracten gesloten met een aantal grote stroomafnemers, die gevraagd kunnen worden om gedurende een bepaalde periode hun vraag te verminderen, en elektriciteitsproducenten, die productiecapaciteit achter de hand houden die TenneT kan inzetten wanneer dat nodig is.

Het regelen van stroomtransport over internationale verbindingen is nog lastiger, omdat het gaat om meerdere actoren die maar beperkt informatie kunnen uitwisselen. In de praktijk leidt dit er onder andere toe dat slechts een gedeelte van de fysiek beschikbare interconnectiecapaciteit wordt toegekend aan de markt, omdat er een ruime veiligheidsmarge moet overblijven om onvoorziene elektriciteitstransporten op te vangen.