We beschouwen een betrouwbare stroomvoorziening allemaal als vanzelfsprekend. De energietransitie stelt elektriciteitsnetbeheerders echter voor uitdagingen: veel decentrale stroomgeneratoren en nieuwe krachtige verbruikers worden geïntegreerd, waardoor de belastings- en opwekkingsprofielen van huishoudens fundamenteel veranderen. Een krachtige persoonlijke wallbox werkt bijvoorbeeld met een laadvermogen van 22 kW, wat overeenkomt met ongeveer tien wasmachines. Typische fotovoltaïsche systemen in eengezinswoningen kunnen tot 15 kW leveren als de zon schijnt.
Meer transparantie voor onze elektriciteitsnetten
Eva Buchta | Siemens-uitvinders van het jaar | PhD
Eva Buchta is uitvinder van het jaar 2024: haar uitvinding helpt de stroomvoorziening te stabiliseren
„In het verleden, toen de elektriciteit voornamelijk werd geleverd door grote centrale energiecentrales, kon het verbruiksgedrag van huishoudens voldoende goed worden ingeschat. Tegenwoordig zijn er veel nieuwe stipte belastingen en opwekkingspieken die het steeds noodzakelijker maken om onze lokale netten op het laagste spanningsniveau te monitoren en te besturen”, zegt Eva Buchta, winnaar van de Uitvinders van het Jaar 2024 in de categorie PhD. „Mijn uitvinding biedt een methode om op betrouwbare wijze het huidige gebruik van het elektriciteitsnet in te schatten, zelfs in lokale distributienetten, waar over het algemeen zeer weinig realtime metingen beschikbaar zijn.”
Analyse van producenten en consumenten
Als eerste stap is het cruciaal om de individuele spelers in een elektriciteitsnet nauwkeurig te identificeren. Welke stroomgeneratoren zijn er, waar bevinden ze zich en hoeveel zijn er? En welke soorten consumenten zijn verbonden? Als er bijvoorbeeld meerdere grote PV-installaties naast elkaar staan, is de kans groot dat er in dit gebied bij zonnig weer overspanningen optreden; als er veel laadpunten in één gebied zijn, kan de spanning daar onder bepaalde omstandigheden dalen. Deze achtergrondinformatie kan worden gebruikt om typische verbruiksprofielen voor huishoudens en opwekkingsstatistieken voor PV-installaties op te stellen. De correlaties die tussen consumenten worden bepaald, maken ook een veel nauwkeurigere schatting mogelijk van de huidige status van het elektriciteitsnet.
Het bepalen van de waarschijnlijkheid van kritieke systeemtoestanden
„Het doel is om meer transparantie te bereiken voor het elektriciteitsdistributienet en om overtredingen van de limieten in een vroeg stadium te kunnen detecteren”, zegt Eva. Uitgebreide voorkennis, die afkomstig kan zijn van historische of statistische gegevens, wordt gecombineerd met enkele zeer nauwkeurige metingen in realtime om de kans op overschrijdingen van de grenswaarden in hoogspanningsleidingen en aansluitpunten te berekenen. „Als we slim zijn om de meetpunten binnen het elektriciteitsnet te plaatsen, hebben we maar een paar punten nodig om de realtime status van het net te kunnen beoordelen met behulp van het statistische model”, zegt Eva. „De schattingen zijn nauwkeurig genoeg voor de netbeheerders om de gegevens te gebruiken om in een vroeg stadium op de huidige situatie te reageren, zodat de netten efficiënt, duurzaam en veilig kunnen worden beheerd.”
