4.2.3 Toelichting bij voorschriften netkoppeling
Het verband tussen het aan te sluiten WKK-vermogen en het spanningsniveau
kan als volgt globaal gekarakteriseerd worden:
· tot enkele tientallen kVA : laagspanningsnet
· van 1 MVA tot 15 MVA : distributienet (15 kV)
· groter dan 15 MVA : transportnet (30 kV, 36 KV, 70 kV of 150
kV)
Wat het aantal geïnstalleerde WKK-systemen betreft worden de meeste
WKK-systemen met motoren aangesloten op het 15 kV net.
In deze paragraaf wordt daarom enkel ingegaan op de aspecten die een
rol spelen bij de koppeling van een WKK-systeem met het distributienet
(< 15 kV).
Voor wat de koppeling van de grotere WKK-systemen met gasturbines op elektriciteitsnetten
met spanningsniveaus die vaak hoger zijn dan 15 kV betreft, dienen zeer
specifieke, van het lokale net afhankelijke, inpassingaspecten besproken
te worden.
BFE, de Beroepsfederatie van de Producenten en Verdelers van Elektriciteit
in België, (gevestigd in de Tervurenlaan 34, bus 38, 1040 Brussel)
heeft de volgende voorschriften geformaliseerd in verband met aansluitingen
aan en parallelbedrijf met het distributie- en laagspanningsnet:
· document C10/11:
Technische aansluitingsvoorschriften voor gedecentraliseerde productie-installaties
die in parallel werken met het distributienet
datum uitgifte: 17.12.1997
· document C10/13:
Technische aansluitingsvoorschriften voor gedecentraliseerde fotovoltaïsche
productie-installaties < 10 kW die in parallel werken met het distributienet
datum uitgifte: 04.03.1998
· document C1/107:
Technische regels voor aansluitingen en installaties in hoogspanning <
15 kV
datum uitgifte: 19.01.1998
· document C10/12:
Technische regels voor aansluitingen in laagspanning
datum uitgifte: 14.12.1995
Deze documenten kunnen aangevraagd worden bij BFE.
Bij elke koppeling van een WKK-installatie met het openbare elektriciteitsnet
moet aandacht besteed worden aan de volgende aspecten:
1. capaciteit van de netelementen
2. spanningshuishouding
3. kortsluitstromen
4. niet-synchrone inschakelingen
5. onverwachte eilandwerking
Deze aspecten worden kort toegelicht op basis van [4.1].
1. Capaciteit van de netelementen
Het is vanzelfsprekend dat het net waarop een WKK-systeem aangesloten
wordt de diverse vermogens moet kunnen transporteren.
Vooral indien men een WKK-systeem op warmte dimensioneert, kan het corresponderende
elektrisch vermogen van de WKK-installatie aanzienlijk hoger zijn dan
de momentane elektriciteitsafname van de warmteklant, zodat het bestaande
elektriciteitsnet wat capaciteit betreft niet geschikt is voor het transporteren
van het in vergelijking grote elektrisch vermogen van een klant.
Een voorbeeld is een tuinbouwbedrijf op het platteland, dat wel een grote
warmtevraag, maar een zeer beperkte elektriciteitsvraag heeft (enkele
tientallen kW). Indien een WKK-installatie op basis van de warmtevraag
geplaatst wordt zal het elektrisch vermogen van WKK al snel een factor
10 of 20 groter zijn dan het elektriciteitsverbruik van de tuinder zelf,
zodat er problemen kunnen ontstaan met de transportcapaciteit van het
bestaande net. Dergelijke problemen kunnen vaak technisch opgelost worden,
maar gaan natuurlijk gepaard met aanzienlijke investeringen. Aangezien
deze investeringen veroorzaakt worden door toepassing van WKK is het mogelijk
dat men deze kosten geheel of gedeeltelijk door zal rekenen aan de WKK-eigenaar.
2. Spanningshuishouding
Elke afnemer van elektriciteit eist een aanvaardbare spanning binnen
bepaalde grenzen. Het momentane spanningsniveau is natuurlijk niet overal
hetzelfde, maar hangt af van de plaats van de klant in het net, van de
belasting van de klant en van de regelmogelijkheden in het elektriciteitsnet.
Zo wordt bij het middenspanningsnet (15 kV) de spanning continu geregeld
op de transformator waar de hoogspanning naar middenspanning omgezet wordt.
Vanaf deze transformator is er geen bijregeling meer, zodat op afstand
van de transformator de spanning varieert in functie van de plaats en
belasting van de klant.
In het laagspanningsnet heeft de transformator, die de middenspanning
omzet in laagspanning, een bepaald instelpunt dat normalerwijze niet aangepast
wordt. In functie van de afstand en de belasting kunnen aanzienlijke spanningsdalingen
optreden.
Inpassing van een WKK-installatie resulteert in een verhoging van de
spanning ter plaatse van de WKK en de onmiddellijke nabijheid ervan.
In eerste instantie zou men kunnen denken dat de spanningsverhoging ten
gevolge van een WKK de spanningsverlaging ten gevolge van verliezen zou
kunnen compenseren. Dit dient echter voorzichtig benaderd te worden.
Ten eerste is de WKK-installatie niet continu in dienst, zodat op tijdstippen
dat de WKK uit bedrijf is, het spanningsniveau zal dalen. Ten tweede kan
de spanningsverhoging bij naburige klanten tot problemen - of zelfs tot
schade - leiden.
3. Kortsluitstromen
Als een kortsluiting optreedt, dan probeert men zo snel en zo selectief
mogelijk het betreffende netgedeelte af te schakelen.
De detectie van een kortsluiting gebeurt op basis van een abnormale stroom
met behulp van meet- en beveiligingssystemen.
Om selectief te kunnen zijn in het afschakelen van deelnetten wordt, worden
tijdsvertragingen ingebouwd (staffelplan).
De bij een kortsluiting optredende kortsluitstroom wordt bepaald door
de op het net aangesloten generatoren en impedanties tussen generatoren
en kortsluitpunt.
De betrokken installaties moeten in staat zijn deze stroom te voeden en
waar nodig af te schakelen, met andere woorden: de componenten moeten
kortsluitvast zijn.
De aansluiting van een WKK-installatie betekent dat op de plaats van
de aansluiting de bij een kortsluiting optredende stroom verhoogd wordt
met de kortsluitstroom van de generator van de WKK-installatie.
Door deze verhoogde kortsluitstroom zullen de meetsystemen die de kortsluiting
moeten detecteren zeker aangesproken worden, al gebeurt dit wel vanuit
een abnormale richting indien het net een radiale opbouw heeft (zoals
normaal het geval is bij midden- en laagspanningsnetten). Hierdoor loopt
men het risico dat meerdere netonderdelen uitgeschakeld worden en dat
men niet kan bepalen in welk netonderdeel de kortsluiting zich bevindt.
Ten gevolge van de verhoogde kortsluitstroom moet men bekijken in hoeverre
de diverse netcomponenten nog kortsluitvast zijn.
Indien de te verwachten kortsluitstroom in de gegeven situatie te hoog
is, moeten extra maatregelen genomen worden, zoals bijvoorbeeld:
· een generator met een lagere kortsluitstroom;
· toepassing van smoorspoelen ter demping van de kortsluitstroom;
· toepassing van apparatuur die de kortsluitstroom snel afschakelt.
· ….
4. Niet-synchrone inschakeling
Zoals eerder vermeld dient de WKK-installatie parallel met het net geschakeld
te worden op voorwaarde dat de elektriciteitsproductie van de WKK synchroon
verloopt met de elektriciteit op het net. Hiervoor wordt geautomatiseerde
synchronisatieapparatuur gebruikt.
Indien parallel geschakeld wordt terwijl WKK en net niet synchroon verlopen
dan volgt een kortsluiting met een vereffeningsstroom die schade toebrengt
aan de WKK.
5. Onverwachte eilandwerking
Indien een WKK-installatie uitgerust is met een synchrone generator kan
deze onafhankelijk van het net werken.
Hierbij dient vermeden te worden dat er spanning op de netdelen komt,
waarvan de netbeheerder verwacht dat deze spanningsloos zijn. Vooral indien
aan dergelijke netten onderhoud verricht moet worden, dienen de beveiligingen
goed uitgevoerd te zijn.
Daarnaast kan onverwachte eilandwerking ook een te hoog spanningsniveau
tot gevolg hebben, waardoor schade bij de elektriciteitsafnemers kan ontstaan.
|