Bij elektriciteitstransmissie brengt het gebruik van ondergrondse kabels diverse technische uitdagingen met zich mee. Die variëren van integratieproblemen tot de betrouwbaarheid van beveiligingssystemen. We lichten hieronder vier belangrijke uitdagingen toe en onze aanpak om ze op te lossen.
1. Meer ondergrondse kabels
Ondergrondse AC-kabels worden vaak verkozen boven bovengrondse lijnen vanwege hun beperkte zichtbaarheid en kleinere elektromagnetische veld. Toch brengen ze technische beperkingen en extra risico's mee voor de systeembeheerder. Hoewel de complexiteit van ondergrondse transmissie breed erkend wordt, blijven de exacte beperkingen onzeker.
Ons onderzoek richt zich op het ontwikkelen van optimalisatie-gebaseerde methoden om de Cable Hosting Capacity (CHC) in netten te vergroten. Dit doen we door het beheer van reactief vermogen, harmonischen en resonanties te verbeteren. Daarvoor is het essentieel om nieuwe operationele concepten te onderzoeken in systemen met een hoge penetratie van ondergrondse kabels, zoals dynamisch reactief vermogensbeheer en topologische acties die resonantierisico’s beperken. Tot slot moeten op basis van deze verbeterde operationele concepten nieuwe planningsrichtlijnen worden ontwikkeld voor grotere hoogspanningskabels (Extra High Voltage cables).
2. Beveiliging van ondergrondse kabelsystemen
De bescherming van ondergrondse kabelsystemen is cruciaal en vereist oplossingen voor de integratie van Inverter-Based Resources (IBR's) en ondergrondse kabels, met specifieke aandacht voor de AC-zijdige beveiligingsintegriteit. Daarom moeten er methoden worden ontwikkeld om de bescherming van hoogspanningsgelijkstroomnetten (HVDC) te ontwerpen en te analyseren. Daarnaast zijn initiatieven nodig om de beschikbaarheid van langdurige ondergrondse kabelsystemen te verbeteren.
3. Besturingsinteracties
Besturingsinteracties in kabelgebaseerde netwerken brengen extra complexiteit met zich mee, vooral door de uiteenlopende dynamische eigenschappen van deze systemen. Ons onderzoek richt zich op drie kernpunten: het identificeren van fundamentele beperkingen voor converterbesturingen in transmissienetwerken met een hoog aandeel AC/DC-kabels, de ontwikkeling van besturingsalgoritmen voor HVDC-converters en het ontwerpen van hulpmiddelen en modellen die de integratie van HVDC-converters van meerdere leveranciers mogelijk maken. Daarnaast onderzoeken we het gebruik van geavanceerde besturingslussen, zoals grid-forming regelingen.
4. Robuuste HVDC netten
De ontwikkeling van robuuste HVDC-netwerken is essentieel om grootschalige hernieuwbare energiebronnen optimaal te benutten. Tegelijkertijd brengt dit uitdagingen met zich mee, zoals een grotere afhankelijkheid en kwetsbaarheid voor grootschalige verstoringen.
Voor een robuust elektriciteitsnet is het cruciaal om de kloof tussen steady-state optimalisatie en dynamische simulaties te overbruggen. Daarom richten we ons op het formuleren, evalueren en implementeren van operationele strategieën op maat voor een robuust AC/DC-net. Daarnaast ontwikkelen we hulpmiddelen voor situationeel bewustzijn en robuustheidsanalyse over verschillende operationele tijdsbestekken. Tot slot evalueren we netwerktopologieën om een robuuste en duurzame elektriciteitsinfrastructuur te realiseren.
