HoogspanningsNet - alles over hoogspanning op het het

Hoogspanningstechniek

Hoogspanning en gezondheid?

Antwoord op alle vragen vind je bij het RIVM (NL) of het Departement Leefomgeving (B).

HoogspanningsNet behandelt dit thema met opzet niet zelf. (Waarom niet?)

Geknetter en gebrom?

Geen zorgen, dat is normaal.

deelnet

04 september 2021 Al een kleine tien jaar waren er plannen, maar Tennet lijkt nu daadwerkelijk de bijl uit de schuur te pakken: het FGU-net, het grote 150 kV deelnet van Flevoland, Gelderland en Utrecht, wordt 'ontvlochten' en in drie stukken opgedeeld. Het wordt gedaan om congestie te bevechten. Hard nodig, maar deze operatie komt ook met een netstrategische prijs.

Iedereen die een beetje thuis is in de opbouw van een hoogspanningsnet weet wat er bedoeld wordt met de termen deelnet en koppelend net. (Niet? Geen nood, daar hebben we de Stroomcursus voor.) Een elektriciteitsnet is hiërarchisch getrapt. Er zijn een handvol discrete niveaus in stijgende spanning en omvang die over elkaar heen liggen. Netten van lagere orde zijn doorgaans kleiner van omvang en hebben een lagere spanning dan het bovenliggende net. Op trafostations zijn twee netvlakken verbonden via transformators. Een willekeurig netvlak bestaat dus uit een of meerdere deelnetten van een zekere spanning die voor de onderliggende spanning een koppelnet vormen, maar vanuit een bovenliggend netvlak met hogere spanning zelf weer een deelnet zijn.

Een deelnet is gebonden aan een maximale omvang en die wordt ingegeven door de maximale capaciteit van de verbindingen en schakelaars. Wordt een deelnet te groot, dan neemt de kans op storingen door overbelasting of teveel transport toe. Verder geldt dat het soms lastig is om een deelnet op geografisch meer dan één plek tegelijk te koppelen aan het bovenliggende koppelnet. Het deelnet zou dan kunnen gaan fungeren als een sluipweg voor de veel grotere vermogens die eigenlijk een netvlak hoger dienen te blijven. Dit heet doortransport en het gedraagt zich als vakantieverkeer: het neemt ruimte in op de weg, maar je hebt er als aanwonende geen voordeel van. 'Blijf lekker op de snelweg met je puntje-puntje-caravan' geldt dus ook voor elektriciteit op regionale hoogspanningslijnen.

Wanneer een deelnet vrij fors van omvang is, wanneer het beschikt over twee of meer koppelpunten met het bovenliggende net en wanneer de opbouw van een deelnet het toestaat, kan de netbeheerder ervoor kiezen om het deelnet in twee of meer stukken te knippen die ieder nog maar één koppeling met het bovenliggend net houden. Daarmee wordt doortransport voorkomen en komt er dus meer capaciteit vrij op de verbindingen. Capaciteit die hard nodig is in gebieden waar we met congestie zitten: meer vraag of meer productie van stroom dan waar het net technisch op is uitgelegd.

Het zo aangeduide FGU-deelnet omvat Flevoland, Gelderland en Utrecht. Dit aanzienlijke 150 kV deelnet heeft vier koppelpunten met het bovenliggende 380 kV-net en intern is het een heterogeen net met een aantal flink sterke en ook een aantal zwakke verbindingen. Het FGU-net wordt steeds zwaarder belast en de plekken met productie en met vraag veranderen ook. De Centrale Nijmegen is verdwenen zodat er netto meer transport is ontstaan vanaf Doetinchem en Dodewaard richting Arnhem/Nijmegen. Ook wordt Almere een steeds zwaarder belastingscentrum. Om doortransporten te beperken wil Tennet het FGU-net opdelen in drie stukken die grofweg neerkomen op de Achterhoek, de Betuwe, en de Veluwe plus Flevoland en Utrecht.

Opdelen? Betekent dat sloop van verbindingen? Meestal niet. Op de webkaart projecteren we geen netopeningen, maar op de netkaart in GE zijn ze af en toe zichtbaar in Nederland: gekantelde oranje fietsvlaggetjes. In feite zijn dat verbindingen waarvan de vermogensschakelaars normaliter open staan. Bij normaalbedrijf voeren deze verbindingen dus geen vermogen, maar bij onderhoud, calamiteiten of verbouwingen kan zo'n verbinding in een wip weer worden ingezet. Als de FGU-opdeling wordt toegepast worden de 150 kV-verbindingen Woudhuis – Zutphen, Kattenberg – Apeldoorn, Harselaar – Ede en Nijmegen – Zevenaar (netkaart) voorzien van een netopening en zal het FGU-net veranderen in drie deelnetten waarvan er twee stuks nog maar één koppellocatie met de 380 hebben. Doortransport is daar dan niet meer mogelijk.

Klinkt als simpel te realiseren. Trek wat breakers open en je kan weer aan de koffie op de Berg. Maar het is wel een maatregel die met een prijs komt. Doordat twee van de drie overgebleven, kleinere deelnetten nu nog maar één koppelingslocatie hebben met de 380 wordt het netwerk gevoeliger voor grote calamiteiten. Neem de brand op Doetinchem Langerak in 2019, waarna het volledige 380 kV-station halsoverkop spanningsloos moest worden gezet. Destijds kon dat probleemloos want het 150 kV-net werd ook ingevoed vanuit Dodewaard, Flevoland en Breukelen (netschema). Maar zou zoiets zich opnieuw voordoen bij een opgesplitst deelnet, dan moeten direct de netopeningen richting Zutphen en Nijmegen worden gesloten voordat de 380 kan worden losgenomen. Dat vereist handmatig ingrijpen. Verder zien we ook dat er ringvormen verloren gaan. Apeldoorn, Hattem en Dronten verliezen hun koppeling met het zuiden en het gebied komt als het ware op een enorme driecircuit-steeklijn vanaf het koppelstation bij de Flevocentrale te bungelen – dezelfde lijn als waarin op 18 juni vier masten werden omgeblazen in een flinke valwind. Omdat er nu nog koppeling met Zutphen en Apeldoorn is (een ringvorm) viel bij die gebeurtenis nergens de stroom uit, maar wanneer de ringvorm niet beschikbaar was zou dat wel zijn gebeurd. In het nieuwe opgeknipte FGU-net zal er bij eenzelfde calamitait onherroepelijk een korte storing ontstaan.

Samengevat (of losgenomen), een deelnet dat over meerdere koppelpunten beschikt kan je soms opdelen in kleinere deelnetten. Er zijn situaties waarbij dat technisch nodig of gewenst is, zodat je het netwerk hoger en efficiënter kan belasten omdat je het sluipverkeer kwijtraakt. Maar nadelen zijn het verlies van ringvormen en inleveren op geografische robuustheid. De schaar zetten in deelnetten, maar ook het verbinden van twee voorheen gescheiden deelnetten, is altijd een operatie waar met verstand naar moet worden gekeken en dat naast voordelen ook altijd nadelen heeft.

Afbeelding: het FGU-deelnet en de opdeling volgens een animatie van Liander (groter hier). Onder: FGU-deelnet schematisch voor en na de opdeling in drie deelnetten (vergroting) waardoor drie nieuwe netopeningen ontstaan. Merk op dat je vanaf de koppelstations Dodewaard, Doetinchem en Lelystad straks geen sluipweggetjes meer kan nemen via de blauwe 150 kV-verbindingen, maar ook dat er ringvormen verloren gaan.

02 september 2020 Een nieuw trafostation verschijnt elk jaar wel een keer in het hoogspanningsnet van Nederland. Maar een heel nieuw deelnet erbij is toch wat anders. De nieuwste telg van het Nederlandse hoogspanningsnet wordt bedreven op 110 kV en bevindt zich in de Eemshaven.

We gaan terug naar 2010, toen in de Eemshaven een van de meest belachel.. ehh.. meest merkwaardige gevallen van congestiemanagement plaatsvond die we ooit in Nederland zagen. Op het eerste gezicht klinkt congestiemanagement fair: is er te weinig capaciteit, dan geldt dat wie het eerst komt ook het eerste aangesloten wordt. Maar wat doe je als er drie bedrijven aangeven zware kolen- en gascentrales te willen bouwen die gezamenlijk alle capaciteit claimen, zodat een net iets later gekomen aanvraag voor een windpark er niet meer bij kan? Zie hier het probleem van Windpark Westereems. 100 MW windvermogen werd weggedrukt door 4000 MW beraamd fossiel vermogen – moreel zeer schrijnend, maar wet is wet en fair is fair…

Er zat voor Essent niets anders op dan een private grondkabel te leggen tot aan de eerstvolgende plek waar nog wel aansluitruimte was. In dit geval was dat helemaal naar Winsum Ranum, dertig kilometer verderop. Het werd nog zuurder, want uiteindelijk werd een van de drie centrales afgezegd toen het Zwitserse Advanced Power zijn knopen telde en er dus fysiek alsnog aansluitruimte bleef.

Dit debacle verdiende beslist geen schoonheidsprijs. Tennet zag dat ook in en nam het besluit om een deel van de niet gebruikte capaciteit door het wegblijven van de derde centrale zelf in te boeken voor de aansluiting van een nieuw deelnet. De Eemshaven zou daarmee op het netvlak van 110 kV elektrisch ontsloten worden voor nieuwe klanten, opwekkers en nieuwe, grotendeels hernieuwbare energieprojecten. 'Westereems' zou niet opnieuw gebeuren.

Op Robbenplaat zijn twee trafo's van 220/110 kV 200 MVA (uiteindelijk zelfs op te pompen naar 370 MVA) neergezet. Die zijn met twee circuits op 110 kV verbonden met een nieuw te stichten station, Eemshaven Midden te noemen. Op dat station zijn drie 110/20 kV-trafos van elk 80 MVA geplaatst. Op dit moment staan de trafo's nog een beetje te lanterfanten, maar in theorie is er 240 MW capaciteit op 20 kV en/of een paar honderd MW direct op 110 kV gecreëerd. Dat werd vandaag uiteraard trots gemeld door de Berg, maar in de praktijk was afgelopen zaterdag al een bromtoon hoorbaar bij de trafo's, dus dit officiële moment is stiekem vooral iets voor de bühne. 

Als we de commerciële steeklijn van Westereems negeren, dan zien we dat er nog geen 110 kV was in de Eemshaven. Met de aanleg van Eemshaven Midden via de twee trafo's is daarmee een piepklein, maar splinternieuw 110 kV-netje ontstaan. En dat gebeurt niet vaak. Een echt nieuw deelnetje dat alleen via het koppelnet aan de rest van het net hangt (zonder netopeningen of noodkoppelingen), dat is voor zover we kunnen nagaan voor het laatst gebeurd in 2013 (De Lier, herziening netconfiguratie) en daarvoor pas in 1975, met de oplevering van 380/150 kV Crayestein en het fysiek slopen van de 150 kV naar de Biesbosch, waardoor het een 150 kV-eiland werd.

Voorlopig lijkt het erop dat er geen mogelijkheden zijn tot ringvorming of andere uitbreidingen. Eemshaven Midden (zie hier voor filmbeelden van Tennet, samen met wat toelichting door projectmanager Tim Christiaans) is daardoor te vergelijken met de reuzenvariant van een nieuwe stekkerdoos in je kamer. En we weten allemaal hoe dat gaat met stekkerdozen – voor je het weet zitten al die gaten alweer vol en is het wederom kill your darlings. ;-)

Afbeelding: foto's van station Eemshaven Midden, zoals het er afgelopen zaterdag uitzag. Boven van vlakbij het hek en onder vanaf de uitkijktoren bij Restaurant Diekgat, als een stekkerdoos in een verder nog leeg energielandschap. Onder: gedeelte uit het actuele netschema: zeg hallo tegen Nederlands nieuwste 110 kV-deelnet(je).