Door de grote toename van zon- en windenergie kunnen er spanningsproblemen en netstoringen ontstaan. Veel problemen bevinden zich achter de meter. "De elektrificatie en grote toename van zon- en windenergie brengt veranderingen met zich mee in het elektriciteitsnet. Dit kan leiden tot meer complexiteit en problemen. Om een goede analyse te kunnen maken van de situatie wordt data veel belangrijker zodat je weet waar de problemen vandaan komen en wat je eraan kunt doen”, zegt Arthur Hartsuiker, accountmanager bij CN Rood power quality.
Power quality & problemen
Hij schetst de problematiek waar we steeds vaker mee te maken zullen krijgen. “Door een toenemend aantal pv-installaties kun je te maken krijgen met spanningsopdrijving. Wordt de spanning aan het einde van de lijn door de netimpedantie te hoog, dan zal de AC-aansluiting van de omvormer om veiligheidsredenen zichzelf uitschakelen. De maximale spanning waarbij een omvormer moet uitschakelen is 253 V (plus 10 procent van de nominale spanning). Spanningsopdrijving brengt mogelijk een aantal nadelen met zich mee. Het kan leiden tot vermogensverlies in de geleiders, rendementsverlies wanneer de omvormer zichzelf uitschakelt, de levensduur van de omvormer gaat mogelijk omlaag door het vaak uitschakelen, enzovoort.”
Oorzaak en verantwoordelijkheid
Maar wat is precies de oorzaak en wie is verantwoordelijk? “De netbeheerder is verantwoordelijk voor de spanning. Die moet altijd 230 V blijven plus of min 10 procent. Als de eindgebruiker teruglevert aan het net, zal hij niet meteen de veroorzaker zijn van spanningsopdrijving. Echter, leveren meerdere partijen – de hele wijk of buurt – terug, dan leidt de gezamenlijke teruglevering mogelijk tot problemen (hoge netimpedantie) aangezien de belasting van de lijn te hoog wordt. Aangezien de netwerkbeheerder verantwoordelijk is om de spanning op peil te brengen en te houden zal hij met behulp van trafo’s een balans proberen te bereiken. De trafo kan omhoog zodat er meer vermogen is, maar dan is er aan het begin van de lijn een gebruiker die mogelijk een te hoge spanning heeft. Of de spanning wordt omlaag geschroefd. Maar dan zal de eerste eindgebruiker niet de – 10 procent van de spanning geleverd krijgen.
“Op een gegeven moment kan de netbeheerder niets meer doen en is hij ‘uitgeregeld’. Het systeem werkt niet meer waardoor een andere oplossing nodig is.” Hartsuiker vergelijkt het probleem met een waterleiding. “Als water blijft stromen is er niets aan de hand, maar als je de kraan opendraait en aan de andere kant draai je eveneens de kraan open, dan krijg je druk op de leiding.”
Super-harmonische
Een tweede fenomeen of probleem dat zich kan voordoen is super-harmonische vervorming wat kan leiden tot verstoringen of beschadigingen aan apparatuur. “Dus op de normale spanning komt extra spanning te staan. Een slechte power quality kan dus ook leiden tot problemen in elektrische installaties.”
Pas als alles bij elkaar wordt opgeteld, wordt zichtbaar wat er aan de hand is
Complexiteit
Spanningsopdrijving en super-harmonische kunnen in de praktijk leiden tot problemen. Maar eenvoudig zijn ze niet op te lossen. “Eindgebruikers doen vaak alles volgens de regels. Installateurs evenzeer. Als je alle huizen afzonderlijk zou doormeten, dan zul je zien dat afzonderlijk alles in orde is. Pas als alles bij elkaar wordt opgeteld, wordt zichtbaar wat er aan de hand is.” Meetdata zijn nodig. Hartsuiker geeft een voorbeeld: “Wanneer een hele wijk met pv-panelen bij mooi weer energie wil terugleveren aan het net, zal een pv-converter automatisch afschakelen wanneer de spanning te hoog is. De gebruiker die hiermee regelmatig te maken krijgt, kan bij de installateur aankloppen met de vraag wat er aan de hand is. Deze kan met apparatuur de spanning monitoren.”
“Wordt bijvoorbeeld 257 V op de lijn gemeten gedurende een langere periode, dan kan dit aan de netbeheerder worden doorgegeven. NEN 1010 omschrijft hoe lang de spanningsopdrijving is toegestaan. Het is echter zodanig beschreven dat er heel veel klachten moeten zijn om buiten de norm te komen. Daar zit een knelpunt. Er is behoefte aan oplossingen om de spanningshandhaving en vermogenskwaliteit op het elektriciteitsnet te verbeteren. Maar om stappen te kunnen maken zul je moeten beginnen met meten en monitoren.”
Particulier versus industrie
Hartsuiker verwacht echter niet dat particulieren zullen monitoren. “Is er een probleem, dan zal de netbeheerder wellicht onderzoeken wat er aan de hand is en nagaan of een oplossing mogelijk is. Bij industriële bedrijven wordt het issue wel belangrijker. Wordt een installateur door een groot bedrijf benaderd, dan kan hij een meter inbouwen die permanent de power quality monitort. Hiermee zijn ook verstoringen van machines waar te nemen. Ook daar ligt vaak de oorzaak bij een probleem met power quality. Zware machines kunnen voor flikkering van verlichting zorgen in het pand of in andere gebouwen in de nabije omgeving. Als dat het geval is, kun je als installateur nagaan of de fabriek de buurt verstoort zodat maatregelen kunnen worden genomen.”
Groeiend probleem
Hartsuiker verwacht dat problemen met betrekking tot power quality in de toekomst veel groter zullen worden. “De netwerken worden steeds zwaarder belast en we zullen er wat kritischer mee om moeten gaan. We moeten daarbij niet alleen het net bewaken maar ook de eigen installaties. Super-harmonische kan veel schade aanrichten aan apparatuur en dat wil je voorkomen. Meten en monitoren is daarom nodig om na te gaan wat er aan de hand is. Veel van de problemen – ongeveer 80 procent – zitten achter de meter. Denk aan te veel teruglevering, een te zware belasting (vraag) maar ook onevenwichtige belasting. Dergelijke zaken zullen in de toekomst steeds vaker voorkomen.”
Bron: https://www.installatiejournaal.nl/14590/power-quality-problemen-achter-de-meter
