Spitsmijden op het elektriciteitsnet

Het elektriciteitsnetwerk in Nederland is super betrouwbaar: de elektriciteitslevering was in 2016 99,996015% van de tijd beschikbaar, blijkt uit een rapport van Netbeheer Nederland. Dit is te danken aan de landelijke netbeheerder Tennet en
de verschillende regionale netbeheerders, als Stedin, Enexis en Alliander. Tennet zorgt er met name voor dat vraag en aanbod van elektriciteit op elkaar zijn afgestemd en neemt tevens het transport van elektriciteit op hoogspanningsniveau
voor zijn rekening. De regionale netbeheerders verzorgen de distributie van elektriciteit op regionaal en lokaal niveau en voorkomen ondermeer dat het midden- en laagspanningsnetwerk overbelast raakt.

Congestie

Nauwkeurige voorspellingen van vraag en aanbod helpen het totale netwerk ‘in balans’ te houden waardoor over- of onderbelasting voorkomen wordt. De overgang naar elektriciteit uit wind en zon maakt dit echter complexer, want het weer is grillig. De elektriciteit opgewekt door zonnepanelen en windturbines zal op momenten zelfs zo groot zijn dat het elektriciteitsnet de stroom niet kan
verwerken. Er ontstaat dan congestie (opstopping) op het net. ‘Je kunt het elektriciteitsnet zien als een wegennet, waarbij de stroom de auto’s zijn, de kabels in de grond de wegen en de trafo’s de knooppunten’, legt Eric van der Laan, business development manager van ICT Group uit.

Spitsmijden

Netbeheerders zijn verplicht om dit te voorkomen. ‘Het ligt voor de hand om de capaciteit van het net uit te breiden door meer of dikkere kabels in de grond te leggen, vergelijkbaar met meer asfalt’, vertelt innovatiemanager John Hodemaekers van Stedin. ‘Het nadeel van extra koper in de grond is dat dit lang duurt, veel overlast geeft en duur is. Je kunt ook gebruikmaken van de flexibiliteit in het net. Bijvoorbeeld door aanbieders in ruil voor een vergoeding op een later moment te laten leveren of door afnemers te vragen op een ander tijdstip energie te gebruiken. Denk hierbij aan het later aanzetten van apparaten of het verschuiven van processtappen binnen het productieproces. Dan nemen pieken af of verdwijnen ze zelfs. Dit kun je vergelijken met spitsmijden in het verkeer waarbij buiten de spits rijden wordt beloond.’

Proeftuin Lombok

Stedin experimenteert met flexibiliteitsoplossingen in diverse proeftuinen. Eén daarvan is Lombok, een wijk in Utrecht met een groeiend aantal elektrische auto’s (met bijbehorende laadpunten) en zonnepanelen. Op bepaalde momenten wordt in de wijk veel stroom verbruikt, zoals ’s avonds en ‘s nachts voor het opladen van auto’s. Terwijl op zonnige dagen veel elektriciteit van zonnepanelen
teruggeleverd wordt aan het net. Op deze piekmomenten hebben de trafo’s te weinig capaciteit om alle stroom te transporteren. In Lombok onderzoekt Stedin in hoeverre het laadproces van elektrische auto’s kan helpen de piekbelasting terug te brengen.

Universal Smart Energy Framework

Het Universal Smart Energy Framework (USEF) is het softwaremodel dat de virtuele markt voor het flexibel opwekken en verbuiken van energie mogelijk maakt. Het framework zorgt, in het geval van Lombok, voor uniforme informatie-uitwisseling tussen Stedin enerzijds en wijkbewoners en bedrijven met hun elektrische auto’s anderzijds. Zij worden in Lombok vertegenwoordigd door Jedlix, een zogeheten aggregator. Jedlix verzamelt (aggregeert) flexibiliteit in het laadproces en biedt Stedin dit aan als dienst. ‘Jedlix voorspelt één dag van tevoren hoeveel elektriciteit de huishoudens en bedrijven samen per kwartier verwachten af te nemen’, legt Enterprise Architect Milo Broekmans van Stedin uit. ‘Deze gegevens leggen we in combinatie met de geprognoticeerde opbrengst van de zonnepanelen naast onze netwerkcapaciteit en zo zien we bij welke trafo’s
problemen kunnen ontstaan. Dreigt er congestie, dan vragen we Jedlix te helpen. Dit betekent concreet dat het laden verdeeld wordt over een grotere tijdspanne of dat juist de afname geïntensiveerd wordt, in ruil voor een vergoeding. 

Schaalbaar, flexibel en veilig

USEF is een initiatief en samenwerkingsverband van zeven organisaties die vanuit een verschillend perspectief actief zijn in de energiemarkt. Zij sloegen in 2014 de handen ineen om de transitie naar smart energy te versnellen. Stedin en ICT Group zijn partners in deze. Samen ontwikkelden zij een referentie-implementatie van USEF en passen deze toe in Lombok. Deze USEF-implementatie wordt door ICT Group aangeboden als service in een cloud-omgeving (USEF-as-a-Service). ‘De flexibiliteit, schaalbaarheid en veiligheid zijn voor ons redenen om USEF-as-a-Service van ICT af te nemen’, licht John Hodemaekers toe. ‘Daardoor kunnen we snel, voordelig en veilig andere smart energy-projecten aanhaken. Voor de verdere ontwikkeling van USEF is de kennis en ervaring van ICT belangrijk’, vult Milo Broekmans aan. ‘USEF bestaat feitelijk uit twee onderdelen; een universele communicatielaag die de uitwisseling van flexibiliteit tussen netbeheerder en
aggregator regelt en zogenaamde pluggable business components, waarin de rol-specifieke intelligentie wordt belegd. ICT heeft cruciale kennis en ervaring in huis om de basis van USEF uit te rollen en deze pluggable business components snel en goed te bouwen.’

Stedin start met USEF in Lombok, in eerste instantie nog zonder de vergoedingen. Milo Broekmans: ‘We willen eerst checken of het systeem goed loopt, daarna zetten we vervolgstappen. Een van de dingen die we dan moeten
bepalen is hoe we omgaan met de situatie dat Jedlix geen flexibiliteit kan bieden. Voor dit geval zijn er twee opties denkbaar: meer aanbieders benaderen die flexibiliteit kunnen bieden of knijpen.’ Stedin gebruikt de testfase ook om de prognoses te verbeteren. ‘Met machine learning kunnen we het energieverbruik waarschijnlijk preciezer voorspellen’, verwacht John Hodemaekers. ‘Voor het aanbod wordt dat lastiger want we kunnen het weer vrij nauwkeurig voorspellen, maar het is nog altijd moeilijk te bepalen hoe laat precies een wolk voor de zon schuift.’