Uitdagingen voor het distributienet. Frederik Hindryckx Energik decentrale elektriciteitsproductie 23/05/2013

Transcriptie

1 Uitdagingen voor het distributienet Frederik Hindryckx Energik decentrale elektriciteitsproductie 23/05/2013

2 Situering Eandis in energiemarkt CREG / VREG Producenten elektriciteit Invoerders aardgas Elia Distributienetbeheerders Fluxys Leveranciers Klanten Smart Grids

3 Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor ander spanningsverloop over de feeder Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik Risico op overbelasting van feeders Risico op overbelasting transformator Opkomst elektrische wagens Warmtepompen Probleem van gelijktijdigheid en benutting + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten Smart Grids

4 Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor ander spanningsverloop over de feeder Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Probleem van gelijktijdigheid en benutting Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik Risico op overbelasting van feeders Risico op overbelasting transformator Opkomst elektrische wagens Warmtepompen + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten Smart Grids

5 Waarom elektrische voertuigen? In Vlaanderen: 3,7 miljoen voertuigen 3,1 miljoen personenwagens 56,4 miljard km 16 miljoen ton CO2 - uitstoot Vervangen van fossiele door elektrische voertuigen Reductie fijn stof Hoger rendement Gebruik groene energie 5 Persbijeenkomst Oplaadeiland Blankenberge

6 Evolutie belastingen: Illustratief voorbeeld Actuele gemiddelde residentiële verbruiker kwh per jaar elektrisch algemeen verbruik(verlichting,..) kwh per jaar verwarming (voornamelijk gas/stookolie) kwh diesel verbruik wagen (15.000km per jaar) Totaal jaarlijks energie verbruik: kwh Mogelijke toekomstige residentiële klant ( in 2030? ) kwh per jaar algemeen elektrisch verbruik (25-30% efficiënter) kwh per jaar verwarming elektrisch (warmtepomp) kwh per jaar laden elektrische wagen Totaal jaarlijks energie verbruik: kwh puur elektrisch! Besluit: Ook al gaat het totaal jaarlijks energieverbruik van een gemiddeld huisgezin sterk achteruit, toch merken we een stijging van het elektrisch verbruik: x 3,8 Smart Grids

7 Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor ander spanningsverloop over de feeder Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik Risico op overbelasting van feeders Risico op overbelasting transformator Opkomst elektrische wagens Warmtepompen Probleem van gelijktijdigheid en benutting + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten Smart Grids

8 Berekening impact op het net? Penetratiegraad PV 8% Penetratiegraad WP WP PV 6% 4% 2% 0% 6% 4% 2% EV 15% Penetratiegraad EV 0% 10% 5% 0% Toekomstige EXTRA belasting Impact op net van Eandis 8 16/05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

9 Concrete technische uitdagingen op het net spanningsproblemen langsheen de feeder overbelasting van de feeder overbelasting van de transformator 13 september 2012 Smart Grids

10 Spanningsnorm Spanningsvariatie injectie voor MS Spanningsvariatie Elia Spanningsvariatie afname voor MS 10 16/05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

11 L L L delta spanning [V] Nog binnen de norm van 17,25V Spanning langsheen 3 feeders gevoed door dezelfde cabine L L scenario = nog geen nieuwe technologieën aanwezig L Referentiespanning transformator Maximum spanning Maximum spanning die gedurende 95% van de tijd niet wordt overschreden -30 Minimum spanning die gedurende 95% van de tijd niet wordt overschreden -40 Minimum spanning -50 Fase 1 woning X Fase 2 woning X Fase 3 woning X 13 september 2012 Smart Grids

12 L L L delta spanning [V] Juist buiten norm van 17,25V Spanning langsheen 3 feeders gevoed door dezelfde cabine Scenario = 10% WP + 20% EV + 10% PV september 2012 Smart Grids

13 L L L delta spanning [V] Ver buiten norm van 17,25V Spanning langsheen 3 feeders gevoed door dezelfde cabine Scenario = 20% WP + 60% EV + 40% PV 10 EVNS 1f16A 3f16A WP SLP PV SLP scenario september 2012 Smart Grids

14 Wanneer is een kabel overbelast De stroom door een kabel zorgt voor opwarming. Bij te hoge kabeltemperatuur zal definitieve beschadiging optreden. Afhankelijk van het type kabel is de maximale stroom dus beperkt (Imax) /05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

15 Belasting [A] Stroom door 6 feeders gevoed door dezelfde cabine L6287 met 28 klanten Imax = 160A L1398 met 7 klanten Imax = 250A L5212 met 12 klanten Imax = 125A 0 scenario = nog geen nieuwe technologieën aanwezig L7189 met 27 klanten Imax = 160A L746 met 29 klanten Imax = 160A L2652 met 67 klanten Imax = 250A fase 1 fase 2 fase 3 Stroom limiet feeder Geen enkele feeder overbelast L6287 L1398 L5212 Tijd [min] L7189 L746 L /05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

16 Belasting [A] Stroom door 6 feeders gevoed door dezelfde cabine L6287 met 28 klanten Imax = 160A L1398 met 7 klanten Imax = 250A L5212 met 12 klanten Imax = 125A Scenario = 10% WP + 20% EV + 10% PV L7189 met 27 klanten Imax = 160A L746 met 29 klanten Imax = 160A L2652 met 67 klanten Imax = 250A 300 fase 1 fase 2 fase 3 Stroom limiet feeder feeder overbelast in de piekperiodes L6287 L1398 L5212 Tijd [min] L7189 L746 L /05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

17 Belasting [A] Stroom door 6 feeders gevoed door dezelfde cabine L6287 met 28 klanten Imax = 160A L1398 met 7 klanten Imax = 250A L5212 met 12 klanten Imax = 125A Scenario = 20% WP + 60% EV + 40% PV L7189 met 27 klanten Imax = 160A L746 met 29 klanten Imax = 160A L2652 met 67 klanten Imax = 250A fase 1 fase 2 fase 3 Stroom limiet feeder feeder overbelast in de piekperiodes feeder overbelast in de piekperiodes feeder overbelast gedurende langere periodes 0 L6287 L1398 L5212 Tijd [min] L7189 L746 L /05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

18 Wanneer is een transformator overbelast Afhankelijk van het vermogen dat door de transformator gaat zal deze opwarmen. Bij piekbelastingen groter dan 120 % daalt de levensduur van de transformator sterk /05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

19 Belasting [KW] Vermogen door transformator 0 scenario = nog geen nieuwe technologieën aanwezig fase 1 fase 2 fase 3 Waarde waar transformator overbelast is Geen overbelasting van de transformator Tijd [min] 19 16/05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

20 Belasting [KW] Vermogen door transformator Scenario = 10% WP + 20% EV + 10% PV fase 1 fase 2 fase 3 transformator overbelast Geen overbelasting van de transformator Tijd [min] 20 16/05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

21 Belasting [KW] Vermogen door transformator Scenario = 20% WP + 60% EV + 40% PV fase 1 fase 2 fase 3 transformator overbelast Transformator overbelast in de piekperiodes Tijd [min] 21 16/05/2013 LS-simulator - Impactstudie PV/EV/WP

22 Conclusie en oplossingen INCREASE 22 16/ Context LS

23