05 oktober 2020 ∙ In een wisselstroomnet is dwarsregeling de enige manier waarmee de loadflow enigszins geografisch kan worden gestuurd. We vinden dwarsregeltrafo’s in het koppelnet, maar ook de toepassing in regionale netten neemt toe. De situatie in België is daarin een bijzonder geval. 

Het hoogspanningsnet is een zogeheten complex bedreven, vermaasd, hiërarchisch getrapt net. (Duitzelt het je? Doe dan de St(r)oomcursus.) In zo’n net zal het lopend vermogen, met een net woord de load, vanaf opwekkers vanzelf de weg met de minste weerstand tracht te zoeken naar afnemers. Soms zijn opwek en verbruik ruimtelijk goed verspreid, maar als de opwek op een andere plek zit dan het verbruik kan de load een richting hebben. Men spreekt dan van loadflow: de grootschalige geografische richting waarin het vermogen loopt. Bijvoorbeeld vanaf de kust richting het binnenland, of van noord naar zuid-Europa.

Meestal is het een fijne eigenschap dat loadflow in een wisselstroomnet zelf zijn geografische weg zoekt. Maar als een verbinding zo populair wordt dat hij aan de top van zijn kunnen komt, wreekt het zich. Het is ingewikkeld om een deel van het vermogen vriendelijk te verzoeken een andere weg te nemen zonder de gehele verbinding af te sluiten. Eigenlijk kan dat alleen met een dwarsregeltransformator. Dat is een speciale trafo waarbij men de spanning niet verandert, maar door zogeheten fasehoekverdraaiing (simpel gesteld: het spelen met het moment van de piek in spanning en in stroomsterkte ten opzichte van elkaar) kan men de aangesloten verbinding een beetje variëren in zijn weerstand en daarmee zijn aantrekkelijkheid. Zo voorkom je dat hij overbelast raakt, maar tegelijk blijft hij wel bruikbaar voor een deel van de loadflow.

In het koppelnet is de toepassing van dwarsregelaars vooral bij interconnecties vrij gebruikelijk. In de onderliggende netten van 110 of 150 kV zijn ze zeldzaam. In Nederland en de meeste andere landen komt dat door het toepassen van netopeningen: daarmee voorkomt men dat een deelnet te groot wordt of dat vermogen dat eigenlijk door het 380 kV-net moet lopen, een sluipweg kan nemen door een onderliggend netvlak van een lagere orde en daar de zaak kan overbelasten. België heeft dat niet. Elia werkt niet met deelnetten op 150 kV en men gaat er dus vanuit dat elektriciteit vanzelf voornamelijk 380 kV verkiest boven 150 kV. Door de lagere weerstand van 380 kV-lijnen is dat doorgaans ook zo en zorgt deze parallelle exploitatie van 380 kV en 150 kV al sinds de jaren 70 niet voor grote problemen.

Maar door de grote toename van windparken op zee begint dat te veranderen. In de omgeving van Zeebrugge/Oostende al snel een gigawatt energie aan land, op de piekmomenten is het bijna 2 GW. De 4 GW-hoogspanningslijn van Stevin naar Eeklo kan dit makkelijk aan, maar de spanning op de 150 kV stijgt door deze massale injectie ook een beetje. Dit zorgt voor te hoge stromen op de kabel Slijkens-Koksijde. Om dat te beperken heeft Elia onlangs een 150 kV dwarsregeltransfo in dienst genomen in Slijkens. Op die manier kan de kabel worden behoed voor overbelasting en toch in dienst blijven totdat Ventilus gereed is.

Er zijn inmiddels meer zulke situaties. Bij sterke windproductie worden de Belgische gascentrales logischerwijze uitgezet. Alleen bevinden de gascentrales zich gemiddeld oostelijker dan de windturbines. De drie verbindingen tussen het westen en het centrum van het land krijgen het stevig te verduren. Horta – Mercator (380 kV) kan wel wat hebben, maar Rodenhuize – Mercator 150 kV wordt stevig belast. Deze kan het nog net aan, al zal er in de toekomst ook een oplossing voor moeten komen middels een verplaatsbare netopening tussen Mercator en Rodenhuize in combinatie met een extra 380/150 transfo in Rodenhuize. De laatste oost-west lijn is Ruien-Beadour. Deze is zodanig overbelast dat in Chièvres een nieuwe dwarsregelaar moet worden opgenomen. Hier zou het toekomstige project Boucle du Hainaut op termijn soelaas moeten brengen.

De energietransitie van België heeft dus niet enkel invloed op het 380 kV-net, ook op 150 kV zijn er af en toe bijzondere ingrepen nodig om de boel draaiende te houden. Meer lezen? Werp dan eens een blik in het Elia Federaal Ontwikkelingsplan.

Wil je meer inzicht in loadflow? Of wil je zelf eens spelen met verbindingen, capaciteiten en bedrijfsvoering? Probeer dan eens de Tennet Power Flow Simulator en verander je zolderkamer in het hart van de controlezaal. 

Afbeelding: een dwarsregeltrafo (zoals hier op Zandvliet, foto door Tom Börger) ziet er weinig anders uit dan een gewone trafo, maar merk op dat de eindsluiters waar de draden op zitten allemaal voor dezelfde spanning zijn bedoeld. Onder: screenshot van de Power Flow Simulator, waar je zelf netten kan bouwen en kennis kan maken met loadflow in een vermaasd net.