Bergen data doorspitten met een dessertvork

Wetenschappelijke manier van werken bespaart energie.

Alliander wil een data-gedreven netwerkbeheerder zijn en gebruik hierbij een wetenschappelijke aanpak. Dat is in het bedrijfsleven best bijzonder. Het is nodig om de beste beslissingen te nemen in het door de energietransitie snel veranderende energielandschap.

Dankzij de energietransitie is het ooit zo overzichtelijke energielandschap flink in beweging gekomen. Zo is er aan de ene kant een toename van duurzame energieverbruikers zoals elektrische auto's, terwijl aan de andere kant steeds meer bedrijven en particulieren hun overschot aan zelf opgewekte stroom aan het energienetwerk leveren. De ondergrondse kabels van netwerkbeheerder Alliander moeten maar liefst veertig jaar meegaan. Daarom is het essentieel dat het netwerk optimaal geschaald wordt en daar zijn nogal wat analytics voor nodig. Reden genoeg voor Alliander om een data-gedreven netwerkbeheerder te worden en voor een wetenschappelijke aanpak te kiezen.

Big Data en analytics

Datawetenschap is een waardevol vakgebied om beter voorbereid te zijn op de beslissingen die genomen moeten worden in het snel veranderende energielandschap, vertelt Robin Hagemans, Programma Manager Advanced Analytics: "Wij beschikken over enorm veel historische data over onze netwerken en willen die omzetten naar kennis voor de toekomst. Deze Big Data hebben wij altijd met een hooivork doorgespit en dat willen wij nu met een dessertvork doen", zegt hij.

In het verleden koos men vaak dezelfde oplossing voor verschillende vraagstukken, maar inmiddels weten ze dat er lokaal heel andere vraagstukken kunnen spelen. "Dus moeten we bijvoorbeeld per wijk een oplossing kunnen bieden", gaat Hagemans verder. "De rol van de datawetenschap is vooral het doorrekenen van modellen op basis van kennis die wij van onze netwerken hebben. Op die manier kunnen wij beter anticiperen en proactief werken. Want als wij weten waar problemen zijn te verwachten, kunnen we daar als eerste de noodzakelijke aanpassingen doen. Via analytics vertalen wij big data naar inzichten en daarna naar business toepassingen."

Energieverbruik voorspellen

Voorheen werd per wijk ongeveer dezelfde procedure gevolgd, bevestigt Werner van Westering, Data Scientist bij Alliander. "Kabels werden overal even groot gedimensioneerd. Tegenwoordig gebruiken we onze historische data om de komende energiebehoefte beter te voorspellen. Dikkere kabels leggen waar nodig en dubbele waar dat kan. Wij maken hiertoe modellen om het energieverbruik voor de komende veertig jaar te voorspellen. We proberen honderden scenario's uit, voor één miljoen kabels en leidingen naar meer dan drie miljoen huishoudens, waarmee we voor de komende veertig jaar het energieverbruik inzichtelijk maken op kwartierresolutie."

Daar dimensioneren ze onder andere het piekvermogen van het netwerk op. Ook maken ze allerlei andere modellen, zoals voor kabelveroudering. "Die veroudering is onder andere afhankelijk van de hoeveelheid belasting en hoe vaak die belasting wordt gewisseld", stelt Van Westering. "Kabels kunnen zodoende preventief worden vervangen, voordat er storingen optreden. Zoiets laat zich nooit exact voorspellen, maar met onze modellen gaat het inmiddels een stuk beter dan voorheen."

Commitment

Het is best bijzonder dat het bedrijf kiest voor een wetenschappelijke werkomgeving. Robin Hagemans: "Essentieel is dat er op hoog niveau commitment is om op een wetenschappelijke manier te werken. Het senior management staat er volledig achter, men snapt de behoefte en draagt dit ook uit in de organisatie. Verder is er budget om goede mensen aan te trekken en projecten uit te voeren."

Werner van Westering merkt in de praktijk dat zijn werk effect heeft en zeer gewaardeerd wordt. "Als je iets maakt, krijg je van alle kanten verzoeken van mensen die het interessant vinden en het graag willen gebruiken in hun werk. Zoals de analyse van scenario's wat er de komende veertig jaar in het netwerk staat te gebeuren. Ik krijg daar ontzettend veel vragen over en verzoeken om data omdat men er iets mee wil gaan doen. Het heeft duidelijk impact en rechtstreeks invloed op de strategie van de organisatie. Dat vind ik mooi om te zien. Heel veel mensen worden er gelukkig van als je het goed doet als data scientist."

Samenwerking met universiteiten

Er worden nauwe contacten onderhouden met zowel universiteiten als het bedrijfsleven, vertelt Robin Hagemans. "Wij toetsen regelmatig of de rekentechnieken die wij toepassen nog wel state-of-the-art zijn. Verder hebben we soms onvoldoende kennis in huis van een bepaalde analyse die we denken te kunnen gebruiken bij het oplossen van problemen. Dan zoeken wij in ons netwerk en kijken samen met een universiteit wat er de fijne kneepjes van zijn."

Werner van Westering: "We willen erg graag een bijdrage leveren aan de wetenschap door af en toe iets te publiceren over wat we doen. Zo bouwen we een duurzame samenwerkingsrelatie op. Een collega werkt een dag per week bij een universiteit en zelf doe ik naast mijn werk nog een promotietraject aan de TU Delft. Dat vult elkaar goed aan en zo houden wij het contact met de wetenschap warm."

Aanzienlijke kostenbesparingen

Het afgelopen half jaar heeft Werner van Westering een afstudeerder wiskunde van de Universiteit Nijmegen begeleid. "Samen hebben we gekeken naar de optimale netschakeling van het middenspanningsnet van 10.000 volt. Dat is een soort spinnenweb, maar vanwege kortsluitbeveiliging en storingsdetectie mogen er geen cirkels inzitten. Dat kan op miljarden manieren gedaan worden en daar hebben wij nu een goede methode voor ontwikkeld.

Via wiskundige optimalisatie-algoritmes en genetische algoritmes kunnen wij een schatting maken die optimaal werkt en het lijkt erop dat we er tien tot vijftien procent energieverlies mee kunnen reduceren. Deze verliezen kosten ons ongeveer tachtig miljoen euro per jaar, dus dan heb je het over aanzienlijke besparingen. Vooraf wisten we niet wat eruit zou komen. Je moet iets proberen en daar de ruimte voor krijgen. Soms vind je niks, maar af en toe vind je iets heel moois en dat is de moeite waard. Die ruimte voor dit soort zoektochten krijg je in onze organisatie."