“Vervoerschaos in Engeland en Wales na grote stroomstoring”, “Stroomstoring legt Groot-Brittannië lam” en “Onderzoek naar het nationale stroomnetwerk na grootste stroomstoring van het decennium”. De krantenkoppen van de Guardian, Daily Mail en Sunday Times logen er niet om toen grote delen van het Verenigd Koninkrijk in augustus 2019 werden getroffen door een flinke stroomstoring. Een miljoen huishoudens zaten zonder elektriciteit, de treinen reden niet, en er ontstonden gevaarlijke situaties op de weg doordat de verkeerslichten buiten werking waren. De oorzaak: een defecte generator, waardoor er minder elektriciteit werd geleverd dan afgenomen.

Duurzame energie als spelbreker

Met een dekkingsgraad van maar liefst 99,9948 procent heeft Nederland vrijwel altijd stroom. Toch is het niet ondenkbaar dat de elektriciteitsvoorziening ook in ons land de komende jaren wat onbetrouwbaarder wordt, meent Popov. Dat heeft één belangrijke reden: de opkomst van duurzame energiebronnen. Met name wind- en zonne-energie moeten de uitstoot van koolstofdioxide sterk terugbrengen. Maar als je de structuur van je elektriciteitsnetwerk volledig omgooit van enkele kolencentrales naar duizenden windmolens en zonnepanelen, dan maakt dat het netwerk wel kwetsbaar voor verstoringen.

Een belangrijk verschil zit in de aard van de verstoringen. In een “groen” elektriciteitsnet zijn de stroomstoringen doorgaans van een lagere amplitude en hebben ze veel harmonischen, oftewel schadelijke hoge frequenties die de efficiëntie van het net negatief kunnen beïnvloeden. Duurzame bronnen hebben bovendien weinig tot geen inertie , waardoor ze minder stabiliteit aan het stroomnetwerk geven dan kolencentrales. Al deze verstoringen zijn erg moeilijk te detecteren met bestaande beschermingsmiddelen.

‘In de afgelopen zes jaar heb ik samen met mijn team veel vooruitgang geboekt in dit ingewikkelde onderzoeksveld,’ zegt Popov. ‘In het MIGRATE-project hebben we een goedwerkend nieuw algoritme en beschermingsplatform ontwikkeld die kleine stroomstoringen kunnen ontdekken en deze bovendien direct kunnen verhelpen. In het project NWO-URSES maakten we een nieuw platform voor dataverzameling in real time, waarmee we onder meer voltage en elektrische stroom kunnen meten. Op deze manier kunnen we snel het “zieke” gedeelte van een netwerk detecteren en isoleren.’

Bliksem blijft ongrijpbaar

Hebben Popov en zijn team daarmee alle soorten stroomstoringen getackeld? Nee, dat nog niet. Zo blijken blikseminslagen bijvoorbeeld vooralsnog lastig te temmen voor de wetenschappers. Op zoek naar de aarde slaan de bliksemflitsen meestal in hoge objecten, zoals elektriciteitsmasten. Die zijn natuurlijk goed beveiligd met bliksemafleiders en andere beveiligingsmechanismen, maar toch gebeurt het met enige regelmaat dat de flitsen doorslaan naar de transformator.

Dat gebeurde bijvoorbeeld in juni 2012 in Nieuwegein. Maar liefst zeventig procent van de bewoners – in totaal zo’n 17.000 huishoudens – kwam er bijna 24 uur lang zonder stroom te zitten. Dat leidde niet alleen tot ergernis, maar ook tot flinke financiële schade omdat winkels noodgedwongen dicht moesten blijven. En dit is lang niet de enige stroomstoring die door bliksem werd veroorzaakt. ‘Ik zag dat de impact van bliksem heel onvoorspelbaar is,’ zegt Popov. ‘Onder sommige omstandigheden werken de beveiligingsmaatregelen dan ook niet. Om die beveiliging te verbeteren is er onderzoek nodig naar het samenspel tussen de bliksem en het aardingssysteem. In het SINTEF-project ontwierp ik een unieke interface om aan te tonen hoe je een betrouwbare beveiliging kunt ontwerpen.’

Tekst: Merijn van Nuland | Portretfoto: Thierry Schut