Het elektriciteitsnet staat onder druk door de snelle groei van hernieuwbare energie en de stijgende vraag door doorgedreven elektrificatie. De traditionele methodes om te berekenen hoeveel elektriciteit er veilig door de hoogspanningslijnen kan stromen, zijn verouderd en beperken vaak de capaciteit van het net. Het Koninklijk Meteorologisch Instituut van België (KMI), Elia, PropheSea en GeoSphere Austria hebben een tender gewonnen van ECMWF, in het kader van Destination Earth, een door de Europese Unie gefinancierd initiatief dat in 2022 van start is gegaan en tot doel heeft om tegen 2030 een digitale replica van de aarde te maken. Samen zullen ze een nieuwe pilot service ontwikkelen die geavanceerde weersvoorspellingen op aanvraag combineert met Dynamic Line Rating technologie. Het doel is om de capaciteit en efficiëntie van het elektriciteitsnet te verhogen om zo de kosten op de lange termijn te verlagen.
Moderne elektriciteitsnetten moeten omgaan met fluctuerende energiebronnen zoals wind, zon en andere hernieuwbare energiebronnen. Dit vormt een uitdaging voor de betrouwbaarheid en efficiëntie van elektriciteitstransmissie. Op dit moment vertrouwen veel netbeheerders op Static Line Rating (SLR), een methode waarbij conservatieve, vaste limieten worden ingesteld voor transmissielijnen op basis van veronderstelde weersomstandigheden. SLR zorgt voor een aanzienlijke onderbenutting van de beschikbare infrastructuur omdat het geen rekening houdt met real-time veranderingen in de omgeving.
Dynamic Line Rating (DLR) biedt een veelbelovend alternatief door de maximaal toegestane stroom op transmissielijnen continu aan te passen aan de actuele weersomstandigheden, zoals temperatuur, wind en zonnestraling. Het succes van DLR hangt echter af van zeer nauwkeurige en lokale weersvoorspellingen, die standaardmodellen niet kunnen leveren vanwege hun beperkte ruimtelijke en temporele resolutie. Dit gebrek leidt tot operationele inefficiëntie, gemiste kansen om de transmissiecapaciteit te vergroten en een hoger risico op het curtailen van hernieuwbare energie.
Weersvoorspelling op aanvraag
Om deze uitdagingen aan te gaan zal het consortium, geleid door het KMI, een pilot service ontwikkelen die gebruik maakt van een innovatief detectiemechanisme op aanvraag dat weersvoorspellingen met hoge resolutie activeert wanneer kritieke omgevingsdrempels die relevant zijn voor hoogspanningslijnen worden bereikt.
Gebouwd op gegevens van de door het weer veroorzaakte Digital Twin Extremes, integreert de pilot service real-time en voorspelde weergegevens, waaronder omgevingstemperatuur, windsnelheid en -richting, vochtigheid en zonnestraling, op hoogtes die relevant zijn voor bovengrondse hoogspanningsleidingen (40-60 meter). De dienst wordt geleverd via een gezamenlijk ontworpen gebruikersinterface en API, ontwikkeld met de input van transmissienetbeheerders zoals Elia, om de operationele bruikbaarheid te garanderen.
"Onze aanpak combineert een geavanceerd on-demand detectiemechanisme met digitale technologie om een dynamische ‘digital twin’ van het net te creëren. Hierdoor kunnen de operatoren anticiperen op weersomstandigheden en zich eraan aanpassen tot 48 uur op voorhand, wat de netplanning aanzienlijk verbetert."
Piet Termonia, hoofd wetenschappelijke dienst bij KMI
Verbeterde netcapaciteit
De voordelen van deze pilot service gaan verder dan de technische vooruitgang. Door de lokale weersomstandigheden nauwkeurig te voorspellen en de transmissielimieten dynamisch aan te passen, zouden netbeheerders tussen 10 en 25% extra capaciteit moeten kunnen vrijmaken op bestaande lijnen. Hierdoor kan het net meer gebruik maken van hernieuwbare energie zonder dure investeringen in infrastructuur.
"Met deze dienst winnen we aan flexibiliteit en kunnen we nauwkeuriger plannen, waardoor we het risico op curtailen van hernieuwbare energie verkleinen. Dit is een belangrijke stap in de richting van een veerkrachtiger en duurzamer energiesysteem, en dat is hard nodig in de huidige context."
Victor le Maire, manager operationele planning bij Elia
Dankzij de softwaregedreven benadering is er minder afhankelijkheid van fysieke sensoren, waardoor het sneller en kosteneffectiever op grote schaal kan worden ingezet. De integratie binnen het bredere DestinE System garandeert compatibiliteit met toekomstige Europese infrastructuurontwikkelingen en verzekert duurzaamheid op lange termijn.
Over het project
De pilot service wordt geleid door het KMI, de nationale weerdienst van België. Het projectconsortium brengt een mix van wetenschappelijke, technische en operationele expertise samen:
- GeoSphere Austria draagt meteorologische modellen en detectiealgoritmen met hoge resolutie bij.
- PropheSea ontwikkelt de gebruikersinterface en de tools voor gegevensintegratie op basis van artificiële intelligentie.
- Elia levert operationele ervaring uit de praktijk en valideert de dienst in live netomgevingen.
Samen overbruggen deze partners de kloof tussen weerkunde en energie-infrastructuur en leveren ze een robuuste, schaalbare oplossing om de Europese doelstellingen inzake energietransitie te ondersteunen.
Meer informatie:
