HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20001

e aanwending van energiebronnen voor elektrici-teitsproductie kan niet los gezien worden van derecente wijzigingen in het globale elektrische

energiesysteem. De uitvaardiging van de Europese richtlijnover de interne elektriciteitsmarkt [1] vereiste immers eenaanpassing van de nationale wetgeving. Dit leidde tot deWet betreffende de organisatie van de elektriciteitsmarkt[2]. Hierin staan de krijtlijnen voor de geleidelijke openstel-

DD ling van die markt beschreven. Dit proces maakt dat hetelektrische energiesysteem nu onder andere voorwaardenfunctioneert dan tot voor een paar jaar. Welke zijn de wijzigingen die zich voordoen op het vlakvan het elektrisch energiesysteem? De belangrijkste prin-cipes van de liberalisering betreffen de vrijmaking van deproductie en de levering aan klanten. Iedereen is in prin-cipe vrij om elektrische energie op te wekken en de in aan-

De recente liberalisering van de markt betekent dat iedereen in principe vrij is om

elektrische energie op te wekken en dat klanten hun elektriciteitsleverancier naar keuze

kunnen bepalen. Deze verdeelde of decentrale energie-opwekking zal nieuwe eisen

stellen aan de uitbating van het net, met heel wat technische problemen tot gevolg.

Ronnie BELMANS, Thierry VAN CRAENENBROECKen Daniël VAN DOMMELEN

Vrije energieVrije energieweegt op het netweegt op het net

WKK (WarmteKrachtKoppeling) op kleine schaal en her-nieuwbare bronnen zoals windenergie, micro-waterkrachten fotovoltaïsche systemen worden sterk aangemoedigd.Deze decentrale of verdeelde energie-opwekking zalnieuwe eisen stellen aan de uitbating van het net. In ditartikel worden de technische problemen toegelicht, diehiermee gepaard gaan.Om de netsituatie te schetsen beginnen we met een his-torische terugblik. Daarna bestuderen we de impact vanverdeelde energie-opwekking op de werking van een elek-triciteitsnet. We besluiten met een blik in de toekomst.

Elektriciteitsopwekking en –verdeling : een teruglik

Elektrische energie-overdracht verloopt via geleiders metlaag verlies. De energie wordt aan de klanten ter beschik-king gesteld op verschillende spanningsniveaus, afhankelijkvan het afgenomen vermogen. Zo krijgen de eenfasig aan-gesloten residentiële verbruikers elektriciteit geleverd op230 V.

Doelstellingen

Bij de transmissie en distributie moet de "kwaliteit" van deenergielevering gegarandeerd worden. Vooreerst is hierbijde continuïteit van de energielevering (de betrouwbaar-

merking komende klanten kunnen deze elektrischeenergie aankopen bij een door hen gekozen leverancier.Daardoor ontstaat concurrentie tussen producenten. Wiein aanmerking komt als klant, wordt bepaald op basis vanhet jaarverbruik.In deze geliberaliseerde markt zijn investeringen op langetermijn niet meer evident. Producenten en leveranciersverkiezen een meer kortetermijn-gerichte strategie die hunmoet toelaten snel een "return on investment" te gene-reren. Hierdoor worden bepaalde energiebronnen vrijweluitgesloten (zoals grote waterkrachtprojecten en nucleairecentrales) en worden andere sterk bevoordeeld (zoalsgecombineerde cycli gevoed met aardgas).

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 2

Figuur 1 : Klassieke thermische elektriciteitscentrale met stoomcyclus.Hierbij vertrekt men van een klassieke primaire brandstof (steenkolen, aard-olie of aardgas) om mechanisch vermogen te ontwikkelen. Het werkfluïdumdat de Rankine-cyclus doorloopt, is water. (Copyright : Electrabel)

A. StoomketelB. MachinezaalC. Koelring

1. Kolenpark2. Kolenbunker3. Kolenmolen4. Poederkoolbunker5. Aardgas en Stookolie6. Luchtinlaat7. Branders8. Vuurhaard

9. Kook gassen10. Elektr. Filter12. Schorsteen13. Voedingswater14. Stoomtrommel15. Verdamper16. Oververhitter17. Heroververhitter18. Hogedrukturbine19. Lagedrukturbine20. Condensor21. Voedingswaterpomp

22. Opname Koelwater23. Koelwaterpomp24. Koeltoren25. Kanaal26. Alternator

27. Bekrachtiger28. Transformator2. Hoospanningslijn

ENKELE ACRONIEMEN

FACTS : Flexible Alternating Current Transmission Systems

GTO : Gate-turnoff ThyristorHVDC : High Voltage Direct CurrentIGBT : Insulated Gate Bipolar TansistorIGCT : Integrated Gate Commutated ThristorKWe : kilowatt elektrisch vermogenMOSFET : ?????STEG : Stoom- en gascentraleUCTE : ???????UPFC : Unified Power Flow ControllersUPS : Uninterruptible Power SuppliesVSC : Voltage Source ConverterWKK : Warmte-kracht-koppling

heid) essentieel. Het kwaliteitsconcept is verder historischvooral verbonden met de constante grootte en frequentievan de geleverde spanning. Door de sterke toename vanvermogenelektronische belastingen in het net worden ertegenwoordig ook andere eisen gesteld aan netspanningen belastingsstroom. Zo is bijvoorbeeld de harmonischevervorming van spanning en stroom genormeerd.De verliezen van het systeem moeten bovendien laag zijn,en dit zowel bij vollast als bij deellast en nullast.Ten slotte moeten de investeringen voor al deze eisenbinnen economische grenzen blijven: vanaf een zekerogenblik worden de investeringen voor een marginaal ver-hogen van de betrouwbaarheid onverantwoord. Indiendan een nog hogere betrouwbaarheid vereist is, wordtovergegaan op lokale opwekking (noodstroomaggregaten)of op “Uninterruptible Power Supplies” (UPS).

Historiek en ontwikkeling

Toen op het einde van de 19de eeuw de elektriciteit door-brak als energiebron, was deze vooral gericht naar verlich-tingstoepassingen. De concurrenten, petroleum- en gas-verlichting, werden stelselmatig verdrongen en verdwenenmidden de twintiger jaren volledig uit het stads- en dorps-beeld [3-5]. Meer en meer zette men de elektriciteit ookin voor "drijfkracht". Ook andere apparaten werden ont-wikkeld, onder andere voor verwarming.Op sommige plaatsen werd waterkracht gebruikt voor deaandrijving, maar al snel schakelde men over op motorenen stoommachines. De eerste generatoren wekten gelijk-stroom op. Hier leverde onze landgenoot Z. Gramme eenbelangrijke bijdrage. Deze gelijkstroom werd op lokaalvlak verdeeld en een generator verzorgde de stroom vooreen reeks verbruikers. De spanningen waren beperkt.Voor de stockage van elektrische energie bij het uitvallenvan de generator, en voor het afvlakken van piekver-bruiken, werden grote batterijen ingezet. Dit was uiteraardgeen probleem daar er geen omzetting nodig was tussenbatterij en gelijkspanningsnet.Een nadeel was het ontbreken van een eenvoudige en ver-liesarme wijziging van niveau van gelijkspanning. Bij wis-selspanning kan de transformator deze taak verzorgen,waardoor verschillende spanningsniveaus met mekaargekoppeld kunnen worden. Ook is het onderbreken, hetafschakelen van wisselstroom, veel gemakkelijker dan bij

gelijkstroom. De wisselspanning verdrong dan ook degelijkspanning. Omwille van de betere benutting van hetgeleidermateriaal werd de wisselspanning vooral als drie-fasig systeem uitgevoerd Het was (en is) echter vrijwelonmogelijk om elektrische energie onder wisselstroom-vorm te stockeren.Om de verbruiksschommelingen uit te vlakken zodra hetverbruik groter werd, ging men over naar grotere pro-ductie-eenheden die via hoogspanningslijnen verbondenwerden met uiteenlopende groepen verbruikers. Terplaatse werd de hoge spanning met transformatorenomgezet naar een voor de verbruiker aangepaste span-ningswaarde. Hoe groter het vermogen, des te hoger hetspanningsniveau. Bekende grote eenheden van het eersteuur waren Langerbrugge, Mol en Schelle. De aandrijvinggebeurde met stoom en als energiebron werd steenkoolgebruikt. Het eenheidsvermogen bedroeg enkele tien-tallen MVA. Door de grotere eenheden kon men betererendementen behalen.Om de betrouwbaarheid van de elektrische energievoor-ziening te verhogen, werden de netten gekoppeld. Reedsvoor de tweede wereldoorlog (in de helft van de jarendertig) werden de centrales gekoppeld met hoogspanning(36 kV). De CPTE (Coördinatie van Productie en Transportvan de Elektrische Energie) werd opgericht om de onder-linge levering van energie op nationaal vlak te regelen. Alleproducenten en verdelers van elektrische energie droegennaar verhouding jaarlijks bij in de kosten.Na de tweede wereldoorlog werden de spanningsniveausin het hoogspanningsnet stelselmatig met het toenemendvermogen opgevoerd. 70 kV werd normaal, waarna 150kV gebruikt werd voor de grote koppelingen. Na eenbeperkte installatie van 220 kV in het zuiden van België,voerde men in de zeventiger jaren 400 kV als hoogstespanning in voor de koppelingen tussen de grote een-heden en de verbindingen met het buitenland. Parallelhiermee nam het eenheidsvermogen van de centrales toevan om en bij 120 MW, over 300 MW naar de grootstenucleaire eenheden van om en bij 1000 MW. Uitgaandevan dit historisch overzicht, is de huidige toestand van hetnet beter in te schatten.

Elektrische centrales vandaag

Aangezien elektrische energie niet in een ontginbare vormin de natuur wordt aangetroffen, moet zij, uitgaande vanandere energievormen, geproduceerd worden in installa-ties die men elektrische centrales noemt. Een elektrischecentrale is een systeem om primaire energie van poten-tiële, thermische, chemische of nucleaire aard om te zettenin elektrische energie. Meestal gebruikt men een mecha-nische tussenvorm. De aard van de beschikbare energiebepaalt de aard van de centrale.

Klassieke thermische centralemet stoomcyclus

In deze centrales (figuur 1) wordt gebruik gemaakt van deuit de thermodynamica bekende Rankine-cyclus. Hierbijvertrekt men van een klassieke primaire brandstof (steen-kolen, aardolie of aardgas) om mechanisch vermogen te

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20003

ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet

ontwikkelen. Het werkfluïdum dat de Rankine-cyclusdoorloopt, is water.Door de regeling wordt de snelheid van de turbine con-stant gehouden. Op de as van de turbine is een elektri-sche generator gekoppeld, die de mechanische energieomzet in elektrische. In de praktijk wordt driefasige wis-selstroom gebruikt. In het Europees net hebben de gege-nereerde wisselspanningen een frequentie van 50 Hz. De

frequentieregeling gebeurt op Europees niveau door deUCTE. Het spanningsniveau aan de klemmen van de alter-nator wordt bepaald door het generatortype en is van deorde-grootte 20 kV. De gebruikers bepalen uiteindelijkwelk vermogen de elektrische centrales samen leveren.Op elk ogenblik moet aan de gelijkheid tussen opgewekten verbruikt vermogen plus verliezen voldaan worden,daar men elektrische energie niet kan stockeren.

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 4

A. Gasturbine en alternator

B. RecuperatiestoomketelC. Stoomturbine en

alternatorD. Luchtcondensor

1. Luchttoevoer2. Compressor

3. Aardgastoevoer4. Verbrandingskamer5. Gasturbine6. verbrandingsgassen7. Bypass8. Schoorsteen

9. Economiser10. Verdamper12. Ovenverhitter13. Voedingswater14. Stoomleiding15. Hogedrukturbine

16. Lagedrukturbine17. Uitgangssoom18. Geribde buizen20. Alternator21. Transformator22. Hoogspanningsnet

Figuur 2 : Principe van een STEG-centrale. Bij deze Stoom-En-Gas-eenheden wordt de restwarmte bij de uitlaat van de gasturbine gebruikt omwater in een stoomcyclus te verwarmen. Hierdoor ontstaan er twee kringprocessen, een met als werkfluïdum de verbrandingsgassen van degasturbine en een met stoom. Foto : De STEG-centrale van Herdersbrug in de regio van Brugge. (Copyright : Electrabel)

Nucleaire thermische centrale

Net zoals bij klassieke thermische centrales, wordt ook ineen kerncentrale beschikbare thermische energie, onderde vorm van stoom onder hoge druk en temperatuur,omgezet in mechanische energie. Het verloop van hetproces, vanaf de plaats waar de stoom de warmtewisselaarverlaat tot waar het vloeibare water terug in de warmte-wisselaar wordt gepompt, is in principe volledig analoogaan de klassieke thermische centrales. De warmte zelf isniet meer afkomstig van de verbranding van fossiele brand-stof, maar ontstaat door het vrijgeven van thermischeenergie bij een gecontroleerde nucleaire splijtingsreactie.Deze warmte wordt niet rechtstreeks aan het werkfluïdumvan de Rankine-cyclus geleverd, doch wel aan water onderhoge druk, zodat het niet kan verdampen. Dit water geeftdan zijn warmte af aan het secundaire circuit, dat hetwerkfluïdum van de Rankine-cyclus vormt. Door dezewerkwijze in een zogenaamde "Pressurised Water Reactor"is het rendement beperkt aangezien de temperatuur vanhet primaire circuit begrensd is.

Hydraulische centrales

Hydraulische centrales wekken elektriciteit op uitgaandevan de potentiële energie in grote watermassa's op grotehoogte, of van de kinetische energie van watermassa's meteen groot debiet. De energie van het water wordt recht-streeks omgezet in mechanische arbeid door een water-

turbine, wat resulteert in een eenvoudig werkingsprincipeen een hoog rendement. De behaalde mechanischearbeid wordt vervolgens omgezet in elektrische energie inde wisselstroomgenerator die op de turbine-as gemon-teerd staat. Op zich zijn de mogelijkheden in België en afortiori in Vlaanderen beperkt omwille van de kleine hoog-teverschillen.Pompcentrales zijn wel van groot belang in het net. Devoornaamste rol van een pompcentrale is om in een hogergelegen spaarbekken water op te slaan, door tijdens deuren van laag elektriciteitsverbruik uit een lager gelegenreservoir water omhoog te pompen. De nodige energiewordt door het net geleverd aan de generatoren van decentrale, die dan als motoren werken en hydraulischemachines aandrijven die als pomp werken. Tijdensperiodes van grote vraag naar elektrische energie wordt hetopgeslagen water naar beneden geleid en geturbineerd.Het globaal energetisch rendement van deze operatie is 70tot 77 %. De verantwoording voor het gebruik van pomp-centrales is toe te schrijven aan het grote verschil tussen dekostprijs van de opgenomen energie en de afgeleverdeenergie.

Andere thermische productie-eenheden

De meeste recente centrales zijn zogenaamde STEG-een-heden (zie figuur 2). Het gaat hier om gasturbines, waarvande restwarmte bij de uitlaat van de gasturbine gebruiktwordt om water in een stoomcyclus te verwarmen. Hier-door ontstaan er twee kringprocessen, een met als werk-fluïdum de verbrandingsgassen van de gasturbine en eenmet stoom. Vandaar de benaming STEG, zijnde SToom EnGas. Alle nieuwe eenheden die gedurende de laatste vierjaar in België in gebruik zijn genomen, zijn van dit type.Ook de geplande eenheden zullen op deze wijze elektri-sche energie produceren. Het grote voordeel is dat der-gelijke eenheden een zeer hoog rendement hebben(grootte-orde 55 %), dat zij een vrij korte bouwtijd hebbenen dat de nodige investeringen beperkt zijn. In het net zijn ook nog dieselcentrales en turbojets opge-nomen. Zij leveren het piekverbruik en worden omwillevan hun hoge specifieke kosten zo weinig mogelijk inge-schakeld.

Decentrale productie

Grote Warmte-Kracht-Koppeling (WKK) eenheden wordenslechts in bijzondere omstandigheid rendabel als een grotewarmte-afname in de onmiddellijke nabijheid van de pro-ductie-eenheid mogelijk is. Voor de kleinere eenhedendie WKK toepassen, is een veel ruimere verspreidingmogelijk. Hierbij denkt men vooral aan de tertiaire sector,grote gebouwen, hospitalen, glastuinbouw en dergelijke.Deze kleinschalige productie-eenheden hebben een elek-trisch vermogen van een honderdtal kWe (kilowatt elek-trisch vermogen), tot hooguit enkele MWe.Het grootste aantal potentiële WKK-projecten in Belgiëbetreft eenheden rond de honderd kWe, die samen tochal een potentieel vertegenwoordigen van een paar hon-derd MWe. Voor deze kleinere worden gasmotoren of, bijeenheden groter dan 1 MWe, gasturbines als thermodyna-mische omzettingsmachine ingezet.Hernieuwbare bronnen, waterkracht op kleine schaal,

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20005

Een stroom met een spanning van 20 kV en een vermogen van 1000MVA laat zich niet over grote afstanden transporteren zonder dat despanningsvallen en de verliezen ontoelaatbaar hoog worden. In hetgeval van luchtlijnen zou de resulterende opwarming de geleiders teveel doen uitzetten, met een te grote doorhang tot gevolg..

De verschillende elektrische centrales zijn met vermogen-transformatoren aangesloten op het koppel- of intercon-nectienet op hoge spanning. De geproduceerde elektri-sche energie, aan de klemmen van de generator beschik-baar onder een spanning van 10 tot 24 kV, wordt via detransformator geïnjecteerd in de hoogspanningsnetten opbijvoorbeeld 70, 150, 230 of 400 kV. De hoogste genor-meerde transmissiespanning in West-Europa is 400 kV.Hierbij is slechts een stroom nodig van 1,5 kA per 1000MVA, wat de verliezen gevoelig beperkt. Dit hoogspan-ningsnet vervult in essentie twee zeer belangrijke functies :● Beperking van reserve aan vermogen bij intergeconnec-

teerde centrales. De interconnectie tussen de verschil-lende centrales laat toe dat de totale reserve aan geïn-stalleerd vermogen, noodzakelijk voor het verzekerenvan de elektriciteitsvoorziening in een bepaald gebied,kleiner is dan in de situatie waarbij elke centrale of groepvan centrales op zichzelf zou aangewezen zijn voor debevoorrading van een welbepaald deel van dat gebied.De belangrijkste ontstaansreden van de internationaleinterconnecties is het ter beschikking stellen van reser-vecapaciteit tussen de Europese elektriciteitsonderne-mingen.

● Internationale in- en uitvoer van stroom via het koppelnet.Het koppelnet verzorgt de transmissiefunctie, en wel deste meer naarmate in bepaalde gebieden een oneven-wicht heerst tussen vraag naar en aanbod van elektrischeenergie. Het koppelnet zorgt voor de verbindingen methet buitenland, zodat elektrische energie kan in-, uit- endoorgevoerd worden. Dit zal in de toekomst omwillevan de geliberaliseerde elektriciteitsmarkt sterk toe-nemen. Men dient echter te benadrukken dat het netdaartoe nooit is ontworpen en dat bijgevolg grote inves-teringen in lijnen onvermijdbaar zullen zijn om effectievevrijhandel mogelijk te maken.

windenergie en fotovoltaïsche systemen, zijn per definitieheel sterk decentraal. Kenmerkend is hun snel variërendeen onvoorspelbare vermogenopbrengst, die afhankelijk isvan meteorologische parameters. Op korte termijn lijktvooral windenergie aantrekkelijk. Naast het windmolen-park in de voorhaven van Zeebrugge zijn er reeds eenaantal verspreide windturbines (o.a. in Hasselt en Halle).Een groot aantal projecten ligt ter studie, waarbij vooralvergunningstechnische problemen de uitvoering vertragen.

Transmissie van de stroom

Het vermogen van een generator kan variëren van enkeletientallen kVA tot 1400 MVA. De spanning van de genera-toren is constructief beperkt. Bij generatoren in elektrischecentrales is de spanning van de orde van grootte van 20 kValhoewel er recent ontwikkelingen zijn waarbij generatorenrechtstreeks 400 kV leveren. Bij een spanning van 20 kVen een vermogen van 1000 MVA vloeit een stroom in hetdriefasig systeem van 30 kA. Een dergelijke stroom laatzich niet over grote afstanden transporteren zonder dat despanningsvallen en de verliezen ontoelaatbaar hoogworden. De spanning wordt beperkt door het isolatie-niveau en de stroom door de toegelaten stroomdichtheid.Wanneer de stroomdichtheid in een gegeven geleider vaneen openluchtlijn of kabel te groot wordt, warmt dezesterk op. In het geval van luchtlijnen zullen de geleiders teveel uitzetten, waardoor de doorhang van die geleiders tegroot wordt. Hierdoor is de veiligheidsafstand tot obsta-kels op de grond niet meer gewaarborgd. Indien de tem-peratuur nog verder oploopt verliezen de lijndradenbovendien hun mechanische eigenschappen. Onder-grondse kabels krijgen een ontoelaatbare thermischebelasting van de isolatie en een te snelle veroudering.

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 6

ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet

Figuur 3 :Elektriciteitsdistributie in

de praktijk. Links zietmen de hoogspanningslijn,van waaruit de energielangs driefasige luchtlij-nen of ondergrondsekabels wordt verdeeldnaar transformatorsta-tions van de openbaredistributie, of ook recht-streeks naar de transfor-mator van de grote,industriële klanten of ingrote gebouwen (ter-

tiaire sector). De openbare distributie verdeelt de energie dan verder op laagspanning (230/400 V) naar de verschillende gebruikers.

Distributie vanelektriciteit

In figuur 3 schetsen we het vol-ledige distributiesysteem.Links ziet men de hoogspan-ningslijn, met twee driefasige draad-stellen. In een eerste transformatorstationwordt het spanningsniveau verlaagd tot bij-voorbeeld 10 of 15 kV. Van daaruit wordtde energie langs driefasige luchtlijnen ofondergrondse kabels verdeeld naar eenaantal transformatorstations van de open-bare distributie, of ook rechtstreeks naar detransformator van de grote, industriëleklanten of in grote gebouwen (tertiairesector). De openbare distributie verdeeltde energie dan verder op laagspanning(230/400 V) naar de verschillende gebrui-kers (huishoudelijke klanten, ambachtelijketoepassingen), terwijl de rechtstreekseklanten zelf de elektriciteitsverdeling ophun terrein verzorgen.Om een bedrijfszekere bevoorrading te waarborgen, is hetnet uit mazen of lussen samengesteld, die de verschillendeposten met elkaar verbinden. Bij een fout in een distribu-tiepost of bij overbelasting kan men onmiddellijk en vanop afstand ingrijpen. De fout wordt afgezonderd, terwijlde energielevering verzekerd blijft door over te schakelenop een andere voedingslijn.

Invloed van decentrale opwek-king op vermogenregeling

Essentieel om de problemen te begrijpen is het besef datde decentrale productie per definitie niet centraal geregeldwordt in functie van de vraag op nationaal of regionaalniveau. Bij de WKK-installaties wordt de dimensioneringen de elektrische productie bepaald door het gewenste

warmtevermogen. Bij hernieuwbare bronnen wordt hetfluctuerend energie-aanbod zonder meer omgezet in elek-trische energie. Hierbij gaat men impliciet uit van de ver-onderstelling dat het elektrisch net onbeperkt dit geprodu-ceerde vermogen kan opnemen.Door deze veronderstelling wordt echter een grotere soe-pelheid en regelbereik aan de centrale elektrische pro-ductie-eenheden opgelegd omdat, buiten de pompcen-trales, grootschalige buffering van elektrische energie nietmogelijk is.Veronderstel dat alle WKK-installaties samen, statistischgezien over een dag, een constante injectie van elektrischvermogen vertegenwoordigen. Dan betekent dit dat zijdoor de centrale productie-eenheden als een toenamevan de basisproductie worden ervaren. In een fictief belas-tingdiagram (figuur 5) wordt de vraag, in een eerste werk-hypothese, gedekt met enkele regelbare eenheden enenkele afschakelbare piekeenheden. Een basisproductiezorgt voor 4000 MW continu en de regelbare centraleshebben een regelbereik (Pmax-Pmin)/Pmax van 44%. Bij

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20007

A. Gasturbine en alternator

B. RecuperatiestoomketelC. TegendrukstoommachineD. Stoomnet naar warmte-

gebruikers (papier,voeding, chemie, textiel)

1. Luchttoevoer2. Compressor3. Aardgastoevoer4. Verbrandingskamer5. Gasturbine6. Verbrandingsgassen7. Naverbranders8. Schoorsteen9. Economiser10. Verdamper11. Ovenverhitter

12. Stoomtrommel13. Voedingswater14. Stoomleiding15. Stoomturbine16. Alternator17. Transformator18. Hoogspanningslijn20. Natpartij21. Perspartij22. Droogpartij met

droogcilinders

Figuur 4 : Principe van Warmte-Kracht-Koppeling of WKK. (Copyright :Electrabel)

een substitutie van 1000 MW door een ongeregelde, sta-tistisch constant veronderstelde WKK- en hernieuwbareproductie, verhoogt het benodigde regelbereik tot 72,5%. Wordt als laatste werkhypothese de substitutie opgevoerdtot 2000 MW (figuur 6), dan zouden in dit fictief geval zelfsalle regelbare eenheden tijdelijk tot afschakelinggedwongen worden (regelbereik 100%). Uiteraard komtdeze toestand niet voor, maar de conclusie dringt zich weldegelijk op dat de regelbare groepen meer geregeldmoeten worden. Dit kan tot grotere slijtage en een toe-name van materiaalbelasting leiden. Ook dynamisch kanhet inschakelen van productie-installaties problemenstellen. Inderdaad, de performante groepen kunnen innormale uitbating ergens rond de 3% van hun nominaalvermogen oppikken per minuut. Een snellerstijgende vraag (of dalende opbrengst vandecentrale eenheden) moet dus door aan-gepaste maatregelen worden opgevangen(inschakeling van turbojets of import).

Invloed op het werkingspunt van centrale eenheden

De decentrale eenheden worden niet cen-traal geregeld en nemen niet deel aan deoptimalisatie van de opwekking en van hetspanningsprofiel van het net. Kleinere een-heden worden lokaal door de uitbater zoingesteld dat zij met het beste lokaal rende-ment werken. Hiervoor worden zij ingesteldom te werken met zo laag mogelijke ver-liezen, wat er praktisch op neerkomt de pro-ductie van elektrische energie te doenzonder defasering tussen stroom en span-ning. Deze werking bij cos j = 1 is de bestevoor de uitbater van de decentrale eenheid,maar is niet de beste voor een centrale een-heid die in de elektrische buurt produceert.Om dit te begrijpen moet men de operatio-nele grenzen van een generator bekijken.Een elektrische eenheid wordt bij deenergie-opwekking begrensd door:● de maximale statorstroom● de maximale bekrachtiging● het maximaal ontwikkelbaar vermogen● de stabiliteit van de werking.Veronderstel dat een bepaalde belasting inactief P en reactief vermogen Q moet gele-verd worden aan het net. Het deel van hetactief vermogen dat de decentrale eenheidlevert wordt niet bepaald door de vraag vanhet net. Wil bijvoorbeeld de WKK-uitbaterzo goedkoop mogelijk werken, dan trachthij het werkingspunt zo in te stellen dat hijbij het te leveren actief vermogen zijn ver-liezen minimaliseert. Dit komt praktischhierop neer dat hij geen reactief vermogenlevert. Aangezien het net echter een onver-anderd reactief vermogen opneemt, moetde centraal geregelde uitbater zijn machine

veel minder efficiënt uitbaten omdat hij al het reactief ver-mogen moet leveren waarbij rotor- en statorverliezen voorhem toenemen en het uitbatingspunt dichter bij de uitba-tingsgrens komt. Deze toestand is globaal energetischgezien niet gunstig omdat de joule-verliezen niet lineair,maar kwadratisch met de stroom toenemen.Voor decentrale bronnen, zowel WKK als roterend her-nieuwbaar, gaat men bovendien vaak over van synchronenaar asynchrone generatoren. Deze laatste leveren geenbijdrage tot de reactieve vermogenhuishouding van hetnet, integendeel, zij vragen reactief vermogen.De gevaren zijn vaak nog groter bij een kleine belasting vanhet net, waarbij de capacitieve shuntreactantie van het neteen grotere rol begint te spelen en eventueel zorgt voor

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 8

ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet

Figuur 6 : Fictief productiediagram met WKK-productie tot 2000 MW, waardoor zelfsalle regelbare eenheden tijdelijk tot afschakeling gedwongen worden (regelbereik100%). Dit kan tot grotere slijtage en een toename van materiaalbelasting leiden. Ookdynamisch kan het inschakelen van productie-installaties problemen stellen.

Figuur 5 : Fictief productiediagram zonder WKK-inschakeling. Hierbij wordt de vraaggedekt met enkele regelbare eenheden en enkele afschakelbare piekeenheden. Eenbasisproductie zorgt voor 4000 MW continu en de regelbare centrales hebben eenregelbereik (Pmax-Pmin)/Pmax van 44%.

een vraag naar een globaal capacitief reactief vermogen.Het gevaar bestaat dan dat door een niet deelnemen aanhet leveren van dat capacitief vermogen, de WKK-instal-latie de koppeling met het net van de centraal geregeldeeenheid tot bij de stabiliteitsgrens brengt, al is de toestandin de werkelijkheid lang niet zo scherp.Grotere decentrale eenheden kunnen niet zomaar aan hetnet leveren volgens hun eigen beslissingen. Er is overlegmet een centraal regelorgaan noodzakelijk. Kleinere een-heden zouden echter ook niet zonder overleg mogeningeschakeld worden, omdat zij door hun stijgend aantaleen niet langer verwaarloosbare invloed kunnen uitoe-fenen op de veilige uitbating van een gekoppeld net.

Invloed op de spanningsregeling in het net

Koppeling aan het hoogspanningsnet

De inschakeling van WKK-eenheden van groter vermogengebeurt logischerwijze rechtstreeks op het hoogspan-ningsnet. Hoogspanningsnetten zijn overwegend induc-tief. Daardoor wordt de verandering van de amplitude vande spanning vooral beïnvloed door de inductieve stroom-component, dus door het reactief vermogen dat over eenzekere afstand getransporteerd wordt. Dit reactief ver-mogen is enerzijds een gevolg van de vraag van de klanten,die gewoonlijk inductieve belastingen voor het net bete-

kenen. Transmissie is onvermijdelijk als het niet lokaalwordt geproduceerd (bv. door condensatorbatterijen).Anderzijds vraagt het net zelf reactief vermogen bij detransmissie van actief vermogen.Om de amplitudeverandering van de spanning tebeperken is het van belang de transmissie van reactief ver-mogen eveneens te beperken en het nodige reactief ver-mogen zo lokaal mogelijk te produceren. De in België ver-spreide centraal geregelde eenheden staan normaal invoor de regelbare levering van dit nodige reactief ver-mogen. In een vermaasd net, zoals het Belgisch net, of hetEuropees net op 400 kV, wordt de circulatie van het reac-tief vermogen zo beperkt mogelijk gehouden om zoweinig mogelijk netverliezen te hebben. Hiertoe wordthet spanningsprofiel in het net geoptimaliseerd met nume-rieke simulatieprogramma’s.Daar de spanningsamplitude ook binnen nauwe grenzengehouden moet worden voor de goede werking en de vei-ligheid van de aangesloten toestellen, mag ∆ U niet grootzijn en liefst weinig variëren eenmaal ingesteld volgens hetoptimaal spanningsprofiel. Bij benadering kan men in dehoogspanningsnetten stellen dat om de spanning constant

te houden, bij elke verandering van actief vermogen eenbijhorende verandering van reactief vermogen hoort. Despanningscorrectie op hoogspanning kan met relatiefweinig reactief vermogen uitgevoerd worden. De werke-lijke impact van de injectie van actief vermogen doordecentrale productie op de globale netverliezen kanechter niet zo eenvoudig uitgedrukt worden. Hiervoormoet men zijn toevlucht nemen tot uitvoerige netstudies(zogenaamde "loadflow"-berekeningen). Hierbij mag menook niet uit het oog verliezen dat heel Europa geïntercon-necteerd is en dat de transmissie van actief vermogen ineen gedereguleerde context ook nieuwe eisen gaat stelleninzake spanningsprofiel. De invloed van de inplanting invermaasde netten kan bijgevolg slechts worden verkegenuit nauwkeurige simulaties.

Koppeling aan het middenspanningsnet

Wanneer de decentrale eenheid aan het middenspan-ningsnet gekoppeld mag worden, moet men een onder-scheid maken naargelang de aansluiting in een voedings-post gebeurt dan wel op een aftakking in het net zelf.Gebeurt de aansluiting in de voedingspost, dan komt ditgeval eigenlijk neer op het aansluiten op het hoogspan-ningsnet omdat de impedantie van het net, gezien vanuithet aansluitpunt, nog steeds overwegend inductief is.De amplitude van de spanning wordt overwegend beïn-vloed door het gevraagd reactief vermogen. Toch kan indit geval, omwille van het radiaal karakter van de distribu-tienetten, eventueel gebruik gemaakt worden van transfor-matoren met veranderlijke tapstand, omdat circulaties-tromen in een radiaal uitgebaat net niet kunnen optreden.Deze toestellen zijn echter minder effectief dan verwachtzoals uit volgend eenvoudig voorbeeld blijkt. Nemen we een transformator aangesloten op een net metconstante spanning. Na vaststelling dat de secundairespanning te laag is, wordt een hogere transformatiever-houding ingesteld. Uit tabel 1 blijkt dat de effectieve span-ningscorrectie veel minder bedraagt dan de ingestelde tap-verhouding: om een correctie van 7,6% uit te voeren moetmen de tap met 10% verhogen. Men merkt tevens op dat de cos ϕ bij het voedingspuntgedaald is, terwijl de impedantie en de cos ϕ van de belas-ting constant gebleven zijn. Dergelijke situatie kan in kriti-sche gevallen leiden tot een spanningsineenstorting [6],wat in Nederland het geval was.Als een decentrale eenheid, die aan de secundaire kantaangesloten is, plots minder vermogen injecteert, daalt despanning. Een spanningscorrectie doorvoeren door tap-standaanpassing zou precies voor distributienetten dezegevaarlijke situatie in de hand werken. Het besluit zou dankunnen zijn dat de decentrale eenheid geen oorzaak magzijn van te belangrijke spanningsschommelingen, waarvoorde cijferwaarde door netstudies moet bepaald worden. Indien de aansluiting echter ergens in het middenspan-ningsnet zelf gebeurt, wordt de impedantie van het net,dat meestal een kabelnet is, meer resistief dan inductief.De verandering van de spanningsamplitude wordt vooralbepaald door de variatie in actief vermogen. Dit betekentconcreet dat een decentrale eenheid die vooral actief ver-mogen injecteert een zeer directe invloed heeft op deamplitude van de spanning.Wil men de spanning onveranderd houden voor de nabij-

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/20009

ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet

Tapstand Voedende Secundaire cos ϕ aanspanning spanning voeding

1 1 0.93 0.887

1.05 1 0.96 0.879

1.10 1 1.006 0.872

Tabel 1 : Effectiviteit van de aanpassing van de transformatieverhou-ding.

gelegen klant, dan is nu een veel belangrijkere hoeveelheidreactief vermogen nodig. In een laagspanningsnet, waar deweerstand nog meer overweegt, zou het zelfs ondenkbaarzijn door reactief vermogen de spanning te controleren.Gezien het nu niet mogelijk blijkt te zijn de spanningsver-andering op te vangen, zou het besluit kunnen zijn dat detoelaatbare injectie van actief vermogen door een decen-trale eenheid niet al te belangrijk kan zijn. Zij mag zekergeen oorzaak zijn van ontoelaatbare spanningsschomme-lingen, waarvoor de cijferwaarde door netstudies moetbepaald worden na afspraken over de kwaliteitscriteria vande geleverde spanning.

Andere invloeden bijdecentrale aansluiting

Naast de hierboven aangehaalde invloeden, vereist de aan-sluiting van een decentrale eenheid nog enkele andereaandachtspunten. Vooreerst is er het vergroten van dekortsluitstroom. De WKK-installatie genereert het ver-mogen met een alternator, in tegenstelling tot sommigeandere decentrale opwekkingen (fotovoltaïsche installaties,windturbines). Daardoor dragen zij ook op dezelfde wijzebij tot de kortsluitstroom als een gewone generator.Dan is er het probleem van de terugvoeding naar het net.Door de aanwezigheid van een decentrale eenheid in eenradiaal distributienet wordt het net veel lastiger te bevei-ligen omdat een eventuele fout nu vanuit zowel de bron-kant als vanuit de WKK kan gevoed worden. De beveili-gingsapparatuur moet dus richtingsgevoelig zijn of diffe-rentieel werken.Ten slotte is er nog de bekommernis om het synchronismemet het net te behouden na een zware fout. De snel-heidsregelaar kan anders reageren dan de primaire regelingvan de centraal gestuurde eenheden, waardoor na hetwegnemen van de fout een fase-oppositie met het net tevrezen valt. Om dit gevaar te voorkomen zijn bijzonderestrategische maatregelen en afspraken nodig tussen de uit-bater van de decentrale eenheid, die eventueel in eiland-bedrijf overgaat, en de netbeheerder.Om het belang van een goede huishouding van het reac-tief vermogen te benadrukken, dient vermeld te wordendat zowel de stroomstoring in de provincie Utrecht enomgeving (23 juni 1997) als de panne in Vlaanderen op 4augustus 1982 een gevolg waren van een te kort aan reac-tief vermogen en een ineenstorting van de spanning, waar-door er productiecapaciteit ter plaatse weg viel. Bij hetplannen van het globale net wordt hiermee terdege reke-ning gehouden. Zo zijn na de panne in 1982 alle regelaarsvoor de bekrachtiging van de generatoren aangepast en ditop een gecoördineerde wijze.

Nieuwe ontwikkelingenin transmissietechnologie

Omvormertechnologie

Het is vooral de introductie van de Insulated Gate BipolarTransistor (IGBT) en recenter nog de Integrated Gate Com-

mutated Thyristor (IGCT) met hun hoge stroom- en span-ningswaarden die de noodzakelijke evoluties heeft moge-lijk gemaakt. De term "insulated gate" slaat op de metaal-oxyde-halfge-leiderpoort die slechts een uiterst klein stuurvermogennodig heeft. In vergelijking met een klassieke MOSFET isde benodigde oppervlakte voor eenzelfde spanningsvalveel kleiner, hetgeen een belangrijk economisch voordeelbiedt. Verder heeft de IGBT als component karakteris-tieken die erg gelijken op deze van een transistor, waar-door er controle mogelijk is in het volledige werkingsge-bied, met andere woorden van volledige geleiding tottotale blokkering. Deze component kan aan- en afgescha-keld worden op vrij hoge frequenties waardoor een snel-lere vermogenregeling mogelijk wordt en waardoor ook deharmonische interferentieniveaus veel lager worden.Verder leent deze component zich heel gemakkelijk totserieschakeling, zodat omvormers voor hoge spanningengemakkelijk kunnen ontworpen worden. Ook parallel-schakeling geeft relatief weinig problemen.De IGCT lijkt de opvolger te worden van de "gate-turnoffthyristor" (GTO). Net zoals de GTO is de IGCT stroomge-stuurd en heeft hij een lage spanningsval in geleiding. Decomponent vereist geen hulpcircuit ("snubber") voor decommutatie en de vrijloopdiode kan worden geïntegreerdin de halfgeleidercomponent. Verder heeft deze compo-nent gelijkaardige voordelen als de IGBT: snel schakelge-drag en eenvoudige schakeling in serie en parallel. Met deze nieuwe types halfgeleidercomponenten kunnenspanningsomvormers met een hoge nominale spanningheel eenvoudig gebouwd worden. Dergelijke omvormers

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 10

ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet

Foto 4 : Een transformator van Electrabel. De toelaatbare injectie vanactief vermogen door een decentrale eenheid mag zeker geen oorzaakzijn van ontoelaatbare spanningsschommelingen. De cijferwaardemoet door netstudies bepaald worden na afspraken over de kwaliteits-criteria van de geleverde spanning.

laten toe om het actieve en het reactieve vermogen in eensysteem onafhankelijk van elkaar te regelen. In tegenstel-ling tot de traditionele thyristorbrugomvormer, kan eendergelijke spanningsgestuurde omvormer met gedwongencommutatie ("Voltage Source Convertor" of VSC) in eennet werken waarin geen generatoren of andere roterendemachines zoals synchrone condensatoren staan. Dit is eenheel groot voordeel om bijvoorbeeld ver afgelegen loca-ties met geïsoleerde belastingen te voeden.

Kabeltechnologie

Alhoewel ook voor zeer hoge wisselspanningen kabelsmet geëxtrudeerde isolatie een degelijke en uitgebalan-ceerde techniek vormen, is hun gebruik beperkt tot relatiefkorte afstanden, en dit ten gevolge van het reactief ver-mogen dat opgewekt wordt en daaruit volgende span-ningsproblemen in het net. Gelijkstroomkabels gevengeen problemen met reactief vermogen zoals deze zichvoordoen bij wisselstroomkabels en kunnen dus gebruiktworden voor transmissie over langere afstanden. Tot nutoe waren geëxtrudeerde gelijkstroomkabels technisch niethaalbaar ten gevolge van ruimteladingen in de isolatie. Ditfenomeen beperkt immers sterk de levensduur van dekabels.Parallel met de ontwikkeling van de VSC-technologie werdeen geëxtrudeerde kabel ontwikkeld op basis van poly-meerisolatie die gekarakteriseerd wordt door uitstekendedoorslagspanningskarakteristieken, een laag gewicht pereenheid van lengte en een hoge betrouwbaarheid. Verderis hij erg flexibel en heeft hij een hoge mechanischesterkte. Gelijkstroomkabels die slechts 1 kg per meterwegen met een nominaal vermogen van 30 MW bij 100 kVkunnen nu gemaakt worden en vrij eenvoudig geïnstal-leerd worden in conventionele kabelgootsystemen ensleuven. Op basis van kosten zijn dergelijke gelijkstroom-kabels per vermogeneenheid vergelijkbaar met de kost vanovereenkomstige hoogspanningsleidingen boven degrond. Het spreekt vanzelf deze technologie dat intrinsiekook het voordeel biedt dat de visuele hinder van hoog-spanningslijnen vermeden wordt.

HVDC

HVDC (of energie-overdracht met hoge gelijkspanning) kandoor de ontwikkelingen in kabel- en omvormertechno-logie in de toekomst een belangrijke rol gaan spelen. (ziekaderstuk) Op dit ogenblik worden de bestaande HVDC-verbindingen gebruikt voor transmissie van grote vermo-gens over grote afstanden of onderzee.Politieke ondersteuning van de marktpenetratie van her-nieuwbare energiebronnen, gekoppeld aan de openingvan de elektriciteitsmarkt en met concurrentie op het vlakvan generatie van elektriciteit, zullen samen aanleidinggeven tot het gebruik van vele kleine en middelgrote cen-trales die ofwel dicht bij de belasting staan, ofwel zeer verervan verwijderd. In beide gevallen zal de interactie tussende productie en het transmissie/distributiesysteem denoodzaak met zich meebrengen om verbeterde controle-mogelijkheden op dit deel van het net te hebben. Dit isvooral het geval bij windenergie, daar de werkingsvoor-waarden van deze centrales zeer sterk variëren in functievan de tijd. HVDC-technologie kan op effectieve wijze de

centrale ontkoppelen van het net, en biedt regeltechnischeen veiligheidsvoordelen.De nieuwe HVDC-technologie, gebaseerd op de VSC enhet nieuwe type geëxtrudeerde kabel, wordt meestalHVDC-light genoemd, waarmee vooral de nadruk gelegdwordt op het lage gewicht en de compactheid. Omwillevan deze eigenschappen vormt HVDC-light een haalbaaralternatief voor vele voedingstoepassingen zoals: ● de verbinding van kleine verspreide centrales onderling

en met het net;● levering van elektriciteit aan eilanden en afgelegen loca-

ties;● levering van elektrisch vermogen aan grote en snelgroei-

ende steden.Als belastingen toenemen qua verbruik, moeten de distri-butiesystemen in grote steden steeds meer uitgebreidworden. Daar de grond in de steden zeer duur is, is hetuitermate moeilijk om nieuwe systemen aan te leggen. Bijtoenemend vermogenniveau wordt het ook steeds gevaar-lijker om de kortsluitcapaciteit van schakelaars te over-schrijden. Ook andere elementen van het net wordensteeds zwaarder belast. Daarom moeten nieuwe oploss-ingen gezocht worden om het vermogen ter plaatse tebrengen. Ook hier levert HVDC-light een mogelijkeuitweg: de kabels kunnen eenvoudig ondergronds geïn-stalleerd worden, de omvormerstations zijn compact envia de regeling laten zij toe om geen enkele impact tehebben op de kortsluitniveaus.

FACTS

De betrouwbaarheid van elektrische vermogensystemenkan worden verhoogd door uitbreiding van de transmissie-capaciteit. Hiertegen rijzen bezwaren van financiële enecologische aard. Een betere efficiëntie kan wordenbereikt door een verhoogde graad van benutting van debestaande transmissielijnen.Betrouwbaarheid en efficiëntie zijn niet noodzakelijktegenstrijdig bij de uitbating van elektrische vermogensys-temen. Flexible Alternating Current Transmission Systems(FACTS) kunnen een belangrijke bijdrage leveren voor hetverzekeren van een betrouwbare en economische netuit-bating omwille van de snelle regeling van actief en reactiefvermogen [7]. Onder de verzamelnaam FACTS groepeertmen een groot aantal snelreagerende controle-apparatenop basis van moderne vermogenelektronische compo-nenten zoals thyristoren, GTO’s en IGCT’s.Voor de regeling van het actief vermogen kunnen thyris-torgecontroleerde fasehoekregelaars worden gebruikt diehet hoekverschil van de spanningsfasoren over een trans-missielijn kunnen aanpassen en op die wijze de actief-ver-mogenstroom beïnvloeden.Voor de regeling van het reactief vermogen bestaan ver-schillende varianten, zoals statische VAR-compensatorenen thyristor-gecontroleerde serie-compensatoren. Dezeregeling wordt aangewend om actief-vermogenverliezen tebeperken. De beschikbaarheid van reactief vermogen iseveneens vereist om een aanvaardbaar spanningsprofiel ophet transmissiesysteem te handhaven, zodat spanningsin-storting kan worden voorkomen.Actief en reactief vermogen kunnen ook samen wordengeregeld in zogenaamde Unified Power Flow Controllers(UPFC).

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/200011

ENERGIE & MILIEU : Elektriciteitsnet

Besluit

Elektriciteitsproductie en -verdeling zijn eentechnisch moeilijk probleem. Het belang vaneen betrouwbare voorziening in elektrischeenergie voor de maatschappij kan niet over-schat worden. De verdeling van de productieover vele, niet gecoördineerde kleine een-heden kan wel tot hetzelfde vermogen endezelfde energieproductie leiden, maar de sta-biliteit van de spanning kan erdoor in hetgedrang komen.Grote, centraal gestuurde eenheden zullenook in de toekomst de ruggengraat van eenbetrouwbare energievoorziening vormen,waarbij er een beperkte hoeveelheid pro-ductie van kleine, eventueel hernieuwbare sys-temen zal komen.

Referenties

1. Richtlijn 96/92/EG van het Europees Parlement ende Raad van 19.12.1996 betreffende gemeenschap-pelijke regels voor de interne markt voor elektriciteit.

2. Wet van 29.04.1999 betreffende de organisatie van de elektrici-teitsmarkt, Belgisch Staatsblad, 11.05.1999.

3. Kerckhaert N., De Vleeshauwer D.: "Het nieuwe licht uit Langer-brugge, 1900-1940," EBES uitgave, 1990.

4. Kerckhaert N., De Vleeshauwer D.: "Waterdruk in Antwerpen…,een stroom van elektriciteit," Electrabel uitgave, 1993.

5. Kerckhaert N., De Vleeshauwer D.: "Zwart goud en wit licht in deKempen," Electrabel, uitgave, 1991.

6. Van Cutsem T., Vournas C., "Voltage stability of electric power sys-tems", Kluwer, 1998.

7. E. Lerch, "Modelling and Application of FACTS-Elements",Journées d’Etudes SRBE-SEE, Les FACTS, 16-17.11.94

De auteurs

Ronnie J. M. BELMANS promoveerde als elektromechanisch ir., rich-ting elektrotechniek, aan de K.U.Leuven in 1979. In 1984 behaaldehij daar een doctoraat gevolgd door een speciaal Doctoraat in 1989.In 1993 behaalde hij de Habilitierung aan de RWTH Aachen, in Duits-land.Op dit ogenblik is hij gewoon hoogleraar aan de K.U. Leuven waarhij verschillende vakken in de elektrotechniek doceert. Hij is hoofdvan de afdeling Elektrische Energie en momenteel voorzitter van hetdepartement Elektrotechniek. Hij is mede-oprichter en vice-voor-zitter van het K.U.Leuven Energie-Instituut, en tevens gastprofessoraan de RWTH Aachen en aan het Imperial College in London.

Ronnie Belmans is voorzitter van UIE (Union Internationale d'elec-trotechnologie), Fellow van de IEE, Senior Member van de IEEE envoorzitter van het TI-Genootschap Elektrotechniek.

Thierry VAN CRAENENBROECK behaalde het diploma van elektro-technisch-werktuigkundig ingenieur, optie elektrische energie aan deK.U.Leuven in 1989. Van 1990 tot 1992 was hij werkzaam als docentop de Anton-de-Kom-Universiteit van Suriname. In 1998 promo-veerde hij tot dr.t.w. aan de K.U.Leuven. Zijn doctoraatswerk werdbekroond met de driejaarlijkse Sinave-prijs van de K.B.V.E. Op ditogenblik bekleedt hij een postdoctoraal onderzoeksmandaat aan deK.U.Leuven. Hij is ook Senior Member van de IEEE.

Daniel VAN DOMMELEN behaalde het diploma van elektrotech-nisch ingenieur aan de K.U.Leuven, een M.Sc. in Electrical Enginee-ring aan de universiteit van Wisconsin en een doctoraat aan deK.U.Leuven. Sinds 1977 is hij gewoon hoogleraar aan de K.U.Leuven.Hij is auteur van het boek "Productie, transmissie en distributie". Hijis gewezen voorzitter en thans Belgische afgevaardigde in het CER-comité van de UIE. Hij is voorzitter geweest van de IEEE Benelux Sec-tion, is distinguished member van CIGRE, en senior member van SEEen IEEE

●

HET INGENIEURSBLAD, 6-7/2000 12

HVDC : High Voltage Direct Current

HVDC is de Engelse benaming voor energie-overdracht met gelijkstroom bijhoge spanningen. Als voorbeeld vermelden we de 2000 MW-verbinding tussenEngeland en het Europese continent. De kosten van een gelijkstroomverbin-ding ligt lager per lopende meter dan voor een wisselstroomverbinding methetzelfde vermogen, maar de bijkomende omvormerstations (van gelijkstroomnaar wisselstroom en omgekeerd) vergen een aanzienlijke investering.Bijkomende voordelen van een gelijkstroomoverbrenging zijn het uitschakelenvan de invloed van de capaciteit en de inductantie, een verhoging van de stabi-liteit, en de mogelijkheid van een elektronische stroombeperking bij kortslui-ting. De aarde kan worden gebruikt als terugvoergeleider.

FACTS : Flexible Alternating Current Transmission Systems

FACTS is een verzamelnaam voor een aantal vermogenelektronische schakelin-gen die een flexibelere regeling van spanning en vermogen in wisselstroomnet-ten mogelijk maken. Er bestaan hierbij zowel systemen die parallel met het netwerken, alsook systemen die in serie met een verbinding staan. De opkomstvan de vermogenelektronica, en in het bijzonder de uitbreiding van de moge-lijkheden van de componenten, ligt aan de basis van de toenemende belang-stelling voor dit soort systemen. Het aantal concrete realisaties is voorlopig nogbeperkt, maar zal in de toekomst ongetwijfeld stijgen.