Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Voor al je vragen over het elektriciteitsnet, hoog- en middenspanningstechniek waarop je het antwoord maar niet kunt vinden. Wellicht kan iemand je helpen
Gebruikersavatar
Paullus
220 kV
Berichten: 313
Lid geworden op: 30 jun 2012 19:45
Favoriete mastsoort: Als het maar onder spanning is
Locatie: 150/10 kV Haarlem Waarderpolder

Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Paullus » 25 feb 2013 18:02

Het volgende naar aanleiding van de wel of niet aanwezige teller op de site van Tennet.

Het hoofdgegeven bij elektrische energiedistributie naar klanten is de 50 Hz. Spanningen kunnen variëren door mate van belasting binnen bepaalde grenzen, maar de 50 Hz is heilig.

Ik kan me in het verleden nog herinneren dat die 50 Hz echt bepalend was. Als er in zeer koude winters, door zeer zware belasting, een verminderde frequentie op had getreden, werd hierna in het voorjaar een hogere frequentie gerealisiseerd om gemiddeld de 50 Hz in stand te houden over het jaar. Dit om klokken die gesynchroniseerd zijn met de netfrequentie in toom te houden.

De grote vraag is of dat vandaag de dag nog steeds zo is? Je kan gewoon uitrekenen wat het aantal periodes per jaar moet zijn. Dat is per 365 dagen, dus geen schrikkeljaar, 50*60*60*24*365 periodes.

Geldt deze norm nog steeds, of worden overtollige dan wel te kort komende periodes tegenwoordig geaccepteerd?
Wordt er dan ook rekening gehouden met schrikkeljaren en niet te vergeten: schrikkelsecondes zoals op vele 31 decembers zich hebben voorgedaan?

Gebruikersavatar
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1555
Lid geworden op: 18 mei 2012 17:53
Favoriete mastsoort: dubbelvlag mast
Locatie: Boortmeerbeek

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Shrek » 25 feb 2013 18:58

Ik denk dat dat tegenwoordig door de liberalisering bijna onmogelijk te regelen is. Vanaf dat je iets meer stroom produceert dan afgesproken gaat er vanzelf iemand anders minder produceren. Heel moeilijk dan om de frequentie omhoog te krijgen.

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Berichten: 2924
Lid geworden op: 03 dec 2011 20:49
Favoriete mastsoort: Tonmast
Locatie: Veenoord en Wageningen

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Hans » 25 feb 2013 23:31

Wanneer we kijken naar de reconstructies van recente cascade-stroomstoringen zoals die van 2006 (gecontroleerde afschakeling Conneforde-Diele die een beetje verkeerd afliep), dan zien we inderdaad dat er binnen 20 seconden een onhoudbare situatie ontstaat waarbij 50 Hz in gebieden met overcapaciteit al richting 51 Hz loopt voordat de productie afgeschakeld kan worden. In gebieden waar de belasting juist de overhand heeft kan men zo snel niks doen, zodat 49 Hz of nog lager tot de mogelijkheden behoort.

In hoeverre men in acute situaties zoals de N-1 status waarde aan 50 Hz hecht, kunnen we wel zien aan het gegeven dat het de netbeheerder tijdens de niet-normale situatie is toegestaan om af te wijken van het netneutraliteitsbeginsel. Om de 50 Hz in stand te houden mag dan gedurende korte tijd (uren of dagdelen) de ene aanbieder gecontroleerd worden voorgetrokken op de andere. Denk aan het bevoordelen van gascentrales boven kolencentrales bij acuut tekort aan productie omdat een gascentrale sneller op te schakelen is.

Maar of 50 Hz over lange perioden nog heilig is in de zin van een "eindafrekening" om te zien hoe goed de beheerder het gedaan heeft? Vermoedelijk is het netneutraliteitsbeginsel en de leveringszekerheid van stroom met een 'afdoende kwaliteit' tegenwoordig boven de exacte bewaking van 50 Hz gesteld. Zoals Shrek al zegt, de stroommarkt is geliberaliseerd en in de zin van elektriciteitshandel is de rol van netbeheerders eerder een controlerende dan een beherende.
Ze houden de weg zo goed mogelijk in orde voor iedereen die erop wil, maar wie dat precies zijn en wat er precies overheen rijdt is none of their business.
Trots geboren in het 110 kV-gebied

Gebruikersavatar
Remy Brandt
70 kV
Berichten: 71
Lid geworden op: 05 jun 2012 11:22
Favoriete mastsoort: Zie avatar.
Locatie: Stadskanaal

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Remy Brandt » 07 jul 2013 10:08

De netfrequentie te hoog of te laag is natuurlijk nooit grappig.
Stukje van wikipedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/Northeast_blackout_of_1965

An aircheck[2] of New York City radio station WABC revealed Dan Ingram doing his afternoon drive time show, in which he comments that the music sounds slow. The music playback equipment used motors that got their speed timing from the frequency of the powerline, normally 60Hz. Comparisons of segments of the hit songs played at the time of the broadcast, minutes before the blackout happened, in this aircheck, as compared to the same song recordings played at normal speed reveal that approximately six minutes before blackout the line frequency was 56 Hz, and just two minutes before the blackout that frequency dropped to 51 Hz.[citation needed] Ingram mentioned that it seemed the electricity is slowing down, and he didn't know that could happen. He also stated that lights were dimming in the studio. When Action Central News came on at 5:25 pm (ET), the staff remained oblivious to the impending blackout. The lead story was still Roger Allen LaPorte's self-immolation at United Nations Headquarters earlier that day to protest American military involvement in the Vietnam War. The newscast gradually fizzled out as power was lost by the time the second story was beginning to be read.

http://www.musicradio77.com/images/ing1 ... ackout.mp3

Geluidsbestandje is zeer de moeite waard
Stroomfetisjist.

Gebruikersavatar
Paullus
220 kV
Berichten: 313
Lid geworden op: 30 jun 2012 19:45
Favoriete mastsoort: Als het maar onder spanning is
Locatie: 150/10 kV Haarlem Waarderpolder

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Paullus » 21 aug 2013 19:59

In het verleden was het erg makkelijk. Op centrale plekken werd elektrische energie opgewekt. De diverse centrales waren met elkaar gekoppeld via het net en de overstijgende controle werd uitgevoerd door een controleruimte in Arnhem. Daar werd bepaald wie wel of niet kon leveren om vraag en aanbod in evenwicht te houden.

Onder het mom van duurzaamheid, zijn er tegenwoordig talrijke lokale opwekkers bijgekomen. Zowel zonnepanelen, WKK installaties en windmolens, dragen momenteel volop bij aan de vraag naar elektrische energie.

Natuurlijk mooi al die ontwikkelingen, maar wat zijn de gevolgen voor de stabiliteit van het net?
Bij centrale windparken is het makkelijk. Het park mag leveren of niet. Dat wordt bepaald door Tennet.

Maar hoe zit het bij kleinschalige opwek? Per geval stelt het weinig voor, maar alle kleine opwekkers bij elkaar, vormen echter weldegelijk een groot aandeel.
Hoe kan Tennet of een lokale netbeheerder afdwingen dat in bepaalde gevallen kleine opwekkers wel of niet leveren aan het net. Daar hoor ik niets over, terwijl dit wel een belangrijk gegeven is om het net stabiel te houden, zeker in de toekomst met een toename van decentrale opwek.

Het wordt dan ook tijd voor een landelijk dekkend managementprogramma waar alle lokale opwekkers in opgenomen zijn, met tot tot doel om vraag en aanbod optimaal op elkaar af te stemmen waarbij de 50 Hz norm en tevens de spanningshuishouding zo optimaal mogelijk in stand gehouden wordt.

Volledig gebruik maken van de mogelijkheid om alle opwekkers te koppelen aan zo'n programma is dan ook het devies voor de toekomst. Op die manier, weten zowel de lokale opwekkers waar ze aan toe zijn (leveren of niet) als mede de netbeheerders en kan een perfecte beheersing van transport optreden met optimale gebruikmaking van de infrastructuur. Dat is een pure noodzaak om op termijn de kwantiteit- en kwaliteits-eisen van het net en de daarmee samenhangende leveringszekerheid in tact te houden en ook in de toekomst veilig te stellen.

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Berichten: 2924
Lid geworden op: 03 dec 2011 20:49
Favoriete mastsoort: Tonmast
Locatie: Veenoord en Wageningen

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Hans » 23 aug 2013 11:49

Een zeer relevant en actueel vraagstuk en daarvoor is het raadzaam om eens naar de buren te gaan kijken. Zo was er een aantal weken terug op het nieuws dat Duitsland een nieuw record had binnengehaald met het aandaal fotovoltaïsch vermogen op het net. Tijdens de piek produceerde het land 40% van zijn stroombehoefte met zonnepanelen. (Zet daar die 0,2% van Nederland tegenover en we moeten ons diep, diep schamen.)

Enfin, op die panelen is inderdaad geen enkele controle op gecentraliseerde basis. Voor een bepaald vak dat ik in Wageningen heb gevolgd dit voorjaar hebben we eens grondig gekeken naar het Duitse net en in hoeverre dat klaar is voor wat men de komende tien jaar realiseren wil. In de meeste gevallen lijkt het aardig goed te gaan omdat Duitsland in totaal zo'n 7 GW aan stausee heeft waarmee korte, heftige pieken kunnen worden gebufferd. Maar als zo'n gebeurtenis langer duurt dan (zeg eens) een half uur, dan moet er onvermijdelijk vermogen worden afgeschakeld om een storing te voorkomen.
Vanwege de atomausstieg worden de kerncentrales van het net gehaald. Ongeacht de gedachten over kernenergie is het eigenlijk lastig dat juist de kerncentrales eraf moeten. Een kerncentrale is in een mum van tijd (enige minuten) harder of zachter te zetten, waarmee dit "snelle" vermogen een groot onderdeel vormt van het stabiel houden van het net. Kolencentrales (en in mindere mate gascentrales) hebben een tragere responscurve. Het significant harder of zachter zetten van een zware kolencentrale heeft een hoeveelheid tijd nodig die in de orde van een half uur ligt.

In het financieel jaaroverzicht van Tennet van 2012 staan deze nieuwe problemen ook vermeld: kerst 2011 was een rampdag waarbij Duitsland om een of andere onnaspeurbare reden zoveel vermogen over had dat het tegen een superheffing op het net werd gedropt: denk aan € 200,- toeleggen om een MW vermogen kwijt te kunnen. Dat soort dagen zijn funest voor de markt en het vertrouwen in een betrouwbaar, hernieuwbare energiestructuur. En de netbeheerders maar op de knieën op de intraday-handel om de Polen, Denen en ook de Hollanders bijna te smeken om surplusvermogen af te nemen en zo een grotere kapitaalvernietiging (of nog erger, een cascadestoring) te voorkomen...

Dat soort dingen moeten we beslist niet hebben en ondanks het leggen van HVDC-draadjes naar Noorwegen, pompmeren in Duitsland en on demand inschakelbare industriële grootverbruikers is het de vraag of een hernieuwbaar net met de opbouw van een traditioneel net wel realistisch is.
De kreet smart grid wordt steeds relevanter.
Met zware pompmeren zoals in Duitsland en Noorwegen kan op afroep vrijwel direct (binnen twee minuten) een vermogen dan wel belasting van meerdere honderden MW's gerealiseerd worden. Dat is voldoende om anno nu nét een storing te voorkomen wanneer elders het N-1 criterium bereikt wordt, maar het zal niet genoeg zijn om een gedecentraliseerd net stabiel te houden wanneer in de ochtend opeens de mist optrekt en de wind aantrekt - zodat er binnen een uur tijd 20 GW oncontroleerbaar hernieuwbaar vermogen op het net wordt geloosd.

We kunnen nog uren brainstormen over deze problematiek, maar het is ook samen te vatten in een paar zinnen. De aandacht voor verduurzaming is te eenzijdig: windturbines en zonnepanelen trekken alle aandacht en er wordt (door verschillende partijen, politiek en commercieel) niet voldoende ingezien dat het stroomnet zelf een minstens zo belangrijk onderdeel in de energiewende is als de twee eerder genoemde componenten.
Trots geboren in het 110 kV-gebied

Gebruikersavatar
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1555
Lid geworden op: 18 mei 2012 17:53
Favoriete mastsoort: dubbelvlag mast
Locatie: Boortmeerbeek

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Shrek » 23 aug 2013 12:04

Hans schreef:Vanwege de atomausstieg worden de kerncentrales van het net gehaald. Ongeacht de gedachten over kernenergie is het eigenlijk lastig dat juist de kerncentrales eraf moeten. Een kerncentrale is in een mum van tijd (enige minuten) harder of zachter te zetten, waarmee dit "snelle" vermogen een groot onderdeel vormt van het stabiel houden van het net. Kolencentrales (en in mindere mate gascentrales) hebben een tragere responscurve. Het significant harder of zachter zetten van een zware kolencentrale heeft een hoeveelheid tijd nodig die in de orde van een half uur ligt.
Wat zeg je me daar nu?
Prof. Belmans van de KULeuven heeft nèt het tegenovergestelde verteld in de lessen beheer van hoogspanningsnetten.
Kerncentrales zijn zeer traag te regelen (grootte-orde 100MW per dag ! ) terwijl kolencentrales in de orde van 100MW per uur kunnen bijgestookt worden. Gas gaat nog beter: op 5 minuutjes zit er 100MW bij. Natuurlijk gaat er niets boven de waterkracht: "onze" centrale in Coo kan op 2 minuten tijd een impressionante 1100MW op het net dumpen
Maar de bottom-line was natuurlijk dat kernenergie bijna niet te regelen valt. Om de kernreactie stabiel te houden mogen de regelstaven slechts heel traag in of uit de reactor gehaald worden. Gaan ze er te snel in kan de reactie onbedoeld stilvallen, gaan ze er te snel uit dan... dat hebben ze in 1986 getoond .
Maar je kan met een kernreactor dus absoluut niet inspelen om schommelingen gedurende de dag. Zelfs weekschommelingen (in het weekend minder vraag) neemt men in Doel en Tihange niet in rekening. Enkel schommelingen over een jaar bekeken (de zomerperiode) durft men met de kernenergie wel eens op te vangen door het onderhoudsschema daarop aan te passen.

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Berichten: 2924
Lid geworden op: 03 dec 2011 20:49
Favoriete mastsoort: Tonmast
Locatie: Veenoord en Wageningen

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Hans » 23 aug 2013 12:41

Shrek schreef:Prof. Belmans van de KULeuven heeft nèt het tegenovergestelde verteld in de lessen beheer van hoogspanningsnetten. Kerncentrales zijn zeer traag te regelen (grootte-orde 100MW per dag ! )
Dat is dan een heel andere visie dan welke we dit voorjaar in Wageningen gebruikt hebben. Informatie over de responsetijd van bestaande individuele centrales is commercieel interessante informatie en daar is niet aan te komen (om begrijpelijke redenen), dus we hebben ons beperkt tot de meer algemene gegevens. Op basis van deze documentatie waarin de karakteristieken van moderne Franse kerncentrales worden genoemd zijn we uitgegaan van een snel reagerend regime in kernenergie. Denk aan een half uur voor vol gas en aan een minuut of tien voor het laten toenemen van het vermogen met 40%. Wat men load following mode noemt is in feite de snelheid die nodig is om de dagelijkse gang van energieconsumptie bij te kunnen houden en in het huidige regime is dat snel genoeg. (De toekomst die nog dynamischer wordt is overigens twijfelachtig.)
Verder hebben we ook dit document geraadpleegd, waarin we op pagina 8 en 9 een waardevolle verwijzing naar Duitse centrales en hun responsetijd zien. Ook hier blijkt dat men een centrale binnen een kwartier significant harder zetten kan. We zijn daardoor uitgegaan van 3% tot 5% in de uiteindelijke beschouwing, wat op te vatten is als 'snel' vermogen.
Trots geboren in het 110 kV-gebied

Gebruikersavatar
Shrek
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1555
Lid geworden op: 18 mei 2012 17:53
Favoriete mastsoort: dubbelvlag mast
Locatie: Boortmeerbeek

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Shrek » 23 aug 2013 12:56

Ik heb nu geen tijd om die documenten helemaal doo te lezen, maar het belangrijkste heb ik denk ik wel begrepen:
De nieuwste modellen kerncentrales hebben speciale regelstaven en aangepaste koelsystemen die de output snel kunnen veranderen. Hiermee kan je dan inderdaad enkele 100en MW op een uurtje bijdoen.
Maar dit geldt volgens mij absoluut niet voor het bestaande Europese kernpark: dat zijn allemaal oudere centrales zonder die moderne technologie, waardoor je er wel vanuit kan gaan dat kerncentrales in Europa over het algemeen niet regelbaar zijn.
Moesten er nieuwe centrales gebouwd worden dan zullen die natuurlijk wel van dit type zijn (maar wie bouwt er tegenwoordig nog kerncentrales? ).

Gebruikersavatar
Remy Brandt
70 kV
Berichten: 71
Lid geworden op: 05 jun 2012 11:22
Favoriete mastsoort: Zie avatar.
Locatie: Stadskanaal

Re: Is de 50 Hz nog steeds heilig?

Bericht door Remy Brandt » 24 aug 2013 21:46

Tennet gaat straks gewoon surplus vermogen afschakelen,die windparken die onder hun beheer vallen gaan dus gewoon heel vaak offline en daarom is het ook zo kansloos nog windmolens bij te bouwen voor we enorme energiebuffers kunnen bouwen.
Een paar stuwmeren zoals die er nu zijn in west Europa zijn een druppel op een gloeiende plaat.
Stroomfetisjist.

Plaats reactie