Table of Contents

Preface and acknowledgements …………………………………………………………………………….. iii

Part 1 Introduction to the research ……………………………………………………………………… 1

1 Introduction …………………………………………………..…….…………………………………… 3
1.1 Electricity system …… ………………………………….. …. ……………. …………. ….. ……….. .. … 5
1.2 Need for modernization .. ………………………………………………… ….. ………. …. …………. 6
1.3 Types of modernization ….. ………… ………….. …. ……. ……………………….. ……. ……. … … 9
1.4 Research focus .. ……. ….. ………… .. ….. ……….. … ……. … ………. .. ….. …… ….. ….. …………. 10
1.5 Research objective and framework ……….. ……………………….. …. ….. ………………….. 12
1.6 Scientific contribution …………………… .. ……… … …. …….. ….. .. .. ……………………….. .. .. 13
1.7 Practical contribution ……………… .. ……. ……………………….. … ………… …………………. 13
1.8 Structure ofthe dissertation …………………………………… ……. … ….. ……….. …….. ……. 14

2 Literature review/theoretical exploration
…………………………………………………. 17
2.1 Electricity networks as socio-technical systems …………………………………… .. ….. … 17
2.2 Modernization …. .. …………………………. …….. ……………. .. ………. .. ……….. .. … .. .. ……… 19
2.3 Institutions ……………………………………………. ……….. ….. .. ……………………………. ….. 20
2.3 .1 Layered approach ……………………. … …………….. ……………………………. .. …….. 21
2.3.2 Logic ofthe system … .. ………………………………………………… .. ….. …………….. 24
2.4 Alignment perspective …… … ……………. … …. … … … ………….. … ………. .. ……………… … 24
2.4.1 Large technical systems …………………………. …. ……… ……………….. …………… 25
2.4.2 Transition theory ………. ………. ……………………………………………………………. 26
2.4.3 Co-evolution of institutions and technology …… ……….. .. …. .. ……………….. … 27
2.4.4 Coherence between institutions and technology …………………………………… 29
2.4.5 Framework 1 for empirical research ………….. ……… ………… … ………….. …….. 34
2.5 Innovation system perspective …. ……… ………………………………………. ……………….. 36
2.5.1 Key concepts of technical change ………………………………… ……………. ….. …. 36
2.5.2 Innovation in network organizations and innovation systems ……. …….. … … 38
2.5.3 Framework 2 for empirical research ….. ………………………………………………. 41
2.6 Sumrnary and conclusion ………………………………….. ……….. …………………. ……. …… 41

Part 2 Alignment
perspective …………………………………………………………………………….. 45

3 Methodology ……………………………………………...……………………………...……..……. 47
3.1 Research question … .. … ……… …… … .. .. … …….. … ….. …….. .. ………… ….. ….. …… ….. …… 47
3.2 Research approach .. …….. ………………………. ………………. .. …. .. … …. ….. .. ….. ….. …….. 49
3.3 Data collection and analysis ofthe empirics ……. …. …. .. …. ……. … .. ….. … …… …. …. .. . 50
3.4 Determination of periods in electricity development… .. … …… …… ……… ……. …. .. … 50
3.5 Structure per chapter on each period …… ….. …………….. … …. …. … …. ……. …….. … …. . 51

4 Shift to alternating current ……………………………………………………………………… 53
4.1 Socio-technical context … …………… ….. ….. …. … … … …………. … ……. … ……… ….. … … … 53
4.1 .1 Technology ….. …. …… …. …………… ……. … … .. ………. … …….. …. … ….. ….. ……… .. . 53
4.1.2 Institutions …………………………….. ………….. …… ….. ……… .. … ………….. ………… 54
4.2 Misaligment in shifting to AC technology .. ….. .. .. …. .. … …………… … ….. … …. …. ….. .. 57
4.2.1 Balancing demand and supply .. ………… .. …………….. …. ….. ….. …. … … ….. … ….. 57
4.2.2 Electricity networks expanding … .. .. ……. …. … … …. ……. … … …. .. …….. …… …. … 58
4.3 Conclusions … …………. ………. … …. …… … … … ……….. … … .. .. …… .. …….. … ……. … ………. 59

5 Electrification …………………………………………………………………………………………. 63
5.1 Socio-technical context. ……. …. …… .. .. ….. ……………… … ….. … …… … .. …… …. .. …… … .. 63
5.1 .1 Technology ….. ……. .. .. …. ….. .. …. …… .. .. ….. .. ….. ………… .. ….. …. .. …….. … … … …. 63
5.1.2 Institutions ………………………… … .. …. …….. .. ………… .. … .. .. ……. …. ……. …. …. … . 64
5.2 Alignment in the electrifïcation …….. …… …….. …….. .. .. ….. …. …………. ……… ….. ….. .. 66
5.2.1 Electricity from luxury product to public service … .. …. … ……. .. .. ….. … … …… 67
5.2.2 Local property rights hinder expansion .. … ……… … ….. … .. .. …. …. …. .. .. ……….. 67
5.2.3 Stimulation of electricity use … …….. .. .. .. ……….. ……… .. … … .. ……….. ……. ….. .. 68
5.2.4 Tariffs hinder modernization efforts ….. ……… ….. …. ….. … ….. … .. ……. ….. .. .. .. . 69
5.2.5 Modernization relates to interoperability issues …. ….. … ….. …. … .. .. …… …. ….. 69
5.3 Conclusions …… ….. ….. .. … …. ………. …….. .. … ….. ….. .. …….. … … …… …. .. ……….. .. …. …. . 70

6 Interconnection and reinforcement ………………………………………………………….. 73
6.1 Socio-technical context ………… .. …… …. .. … ……. … …………. ………….. … ….. ……. …. ….. 73
6.1.1 Technology ….. …………. .. … … …… ……… .. … …. … …. ………… … ….. .. ….. …… …… … 73
6.1.2 Institutions ….. ……… ….. …….. …. …. ….. …. …… ………… ………. ….. .. …. … … … …. .. .. 75
6.2 Alignment in interconnecting and reinforcing the system …. …. ….. ……. …. .. .. …. ….. 78
6.2.1 Generation capacity inadequate …….. ….. ….. …… ………… .. …. .. … … …… .. ……. .. 79
6.2.2 Modemization increases critical functions’ importance ………….. …. ………… 80
6.3 Conclusions …… …….. ….. .. …. ….. ……. ……… …. ……. …. …………… …… .. .. … .. .. …….. … …. 82

7
Shift to a hybrid system …………………………………………………………………………… 87
7.1 Socio-technical context ……………………………………………………………………………… 87
7.1.1 Technology ……………………………………………………………………………………… 87
7.1.2 Institutions ………………………………………………………………………………………. 89
7.2 Alignment in a hybrid system …………………………………………………………………….. 92
7.2.1 Distributed generation and power quality ……………………………………………. 92
7.2.2 Interconnection leading to misaligliment.. …………………………………………… 95
7.2.3 Critica 1 nmctions safeguarded ……………………………………………………………. 98
7.3 Conc1usions ……………. …………… …… …….. ……………………………… … …………………. 100

Part
3 Innovation System perspective ………………………………………………………………. 105

8
Methodology …………………………………………………………………………………………. 107
8.1 Research question …………………………………………………………………………………… 107
8.2 Research approach ………………………………………………………………………………….. 108
8.3 Data collection ……………………………………………………………………………………….. 109
8.3.1 Interviews ……………………………………………………………………………………… 109
8.3.2 Survey …………………………………………………………………………………………… 111
8.4 Determination of periods in electricity development… …………………………………. 112
8.5 Structure per chapter on specific period …………………………………………………….. 113

9 Prior to Iiberalization ……………………………………………………………………………. 115
9.1 Informal institutional variables impacting on innovation ……………………………… 115
9.1.1 Interview results …………………………………………………………………………….. 115
9.1.2 Survey results ………………………………………………………………………………… 118
9.2 Formal institutional variables impacting on innovation ……………………………….. 119
9.2.1 Interview results …………………………………………………………………………….. 119
9.2.2 Survey results …….. ……………………………………… …… ……………………………. 120
9.3 Institutional arrangement variables impacting on innovation ………………………… 121
9.3.1 Interview results …….. …………………………………………………………… ………… 121
9.3.2 Survey results ………………………………………………………………………………… 123
9.4 Variables impacting on innovation with regm’d to actors and games ……………… 124
9.4.1 Interview results …………………………………………………………………………….. 124
9.4.2 Survey results .. : ……………………………………………………………………………… 125
9.4.3 Logic ……. …….. … ….. …… …. … ….. … .. … …… …… ….. …… …. …… .. ……….. ……. ….. 127
9.5 Conc1usions …….. ….. …. … …… ….. …….. …. ……… ……………. …. …… …….. … … …. ……… . 127

10 Since liberalization and comparison ………………………………………………………. 133
10.1 Informal institutional variables impacting on innovation ……………………………… 133
10.1.1 Interview resuls …………………………………………………………………………. 133
10.1.2 Survey results …………… .. ………………………… …… ……… ……………………. . 136
10.2 Formal institutional variables impacting on innovation ……………………………….. 139
10.2.1 Interview results ………………………………………………………………………… 139
10.2.2 Survey results ……………………………………………………………………………. i43
10.3 Institutional arrangement variables impacting on innovation ………………………… 145
10.3.1 Interview results ………………………………………………………………………… 145
10.3.2 Survey results ………………………………………………………………………. .. …. 146
10.4 Variables impacting on innovation with regard actors and games …………………. 148
10.4.1 Interview results ………………………………………………………………………… 148
10.4.2 Survey results ……………………………………………………………………………. 150
10.4.3 Logic ………………. …. …. ….. ……………………………… ………… …………………. 152
1 0.5 Conclusions ………….. …… ………………………………. …. ………… .. …………………………. 152

Part 4 Synthesis
………………………………………………………………………………………………. 159

11 Conclusions …………………………………………………………………………………………… 161
11.1 Alignmentperspective …………………………………………………………………………….. 161
il.1.1 Alignment as a driver to modernization ………………………. .. ……………… 16 2
11.1.2 Misalignment as a driver to modernization ……………………………………. 162
11.1.3 Modernization as a driver to alignment and misalignment ………………. 164
11.1.4 Regularities ……………………… …. ……………………………………………………. 166
11.1.5 Logic ………………………………………………………………………………………… 166
11.2 Innovation system perspective ………. ………….. …………………………………………….. 168
11.2.1 General conclusions ……………………………………………………………………. 168
11.2.2 Logic ………………………………………………………………………………………… 170

12
Discussion …………………………………………………………………………………………….. 173
12.i Scientific implications …………………………………………………………………………….. 173
12 .1.1 Alignment perspective ………………………. ………….. …………………………… 173
12 . 1.2 Innovation system perspective ……………. …. …… .. …………………… …. …… 174
12.1.3 Comparing perspectives ……………………………. ……………………………….. 175
12.2 Practical implications ………………………………………………………………………………. 176
12.2.1 Alignmentperspective ………………………………………………………………… 176
12 .2.2 Innovation system perspective …………………………………………………….. 178
12.3 Suggestions for future research …………………………………………………………………. 180
12.3.1 Alignment perspective ………………………………………………………………… 180
12 .3.2 Innovation system perspective …………………………………………………….. 182

References
…………………………………………………………………………………………………………. 185
Appendices ………………………………………………………………………………………………………… 197
A Ancillary services ………………………………………………………………………………….. 199
B Electricity use and insta lied capacity
……………………………………………………… 202
C Questionnaire
……………………………………………………………………………………….. 203
D Codes of survey variables and data matrix
…………………………..………………… 209
Summary …………………………………………………………………………………………………………… 217
Samenvatting …………………………………………………………………………………………………….. 221
Curriculum vitae ……………………………………………………………………………………………….. 225

Abstract

Dit onderzoek bestudeert de modernisering van elektriciteitsnetwerken in Nederland vanuit twee perspectieven: de afstemming tussen instituties en technologie, en het innovatiesysteem. Het doel is om cruciale variabelen voor modernisering te identificeren en te bepalen onder welke voorwaarden deze variabelen belangrijk worden.
Een co-evolutionaire benadering analyseerde de afstemming van technische functies met institutionele ondersteuning. Het innovatiesysteem-perspectief onderzocht de invloed van institutionele variabelen op innovatie via interviews en surveys. Historische analyses identificeerden perioden van belangrijke moderniseringen en de logica binnen institutionele lagen.
Zowel afstemming als misafstemming van instituties en technologie spelen een cruciale rol in de modernisering van elektriciteitsnetwerken. Voorbeelden zoals de uitdagingen door Duitse windmolens en de inzet van dwarsregeltransformatoren illustreren dit. Innovaties kunnen leiden tot afstemming of misafstemming, afhankelijk van de context en de snelheid van technologische aanpassing versus institutionele verandering. De elektriciteitssector evolueerde van kleinschalige lokale opwekking naar een geïntegreerd nationaal en internationaal systeem. De nationale overheid speelde variërend een prominente rol, vooral bij het herstel van misafstemming.
Belangrijke variabelen voor innovatie zijn onder andere autoriteit binnen organisaties, cultuur van betrouwbaarheid, en R&D-faciliteiten. Sinds de liberalisering is er een verschuiving naar incrementele innovaties door conservatieve cultuur en aanbestedingsregels.
Institutionele veranderingen zijn nodig voor een afgestemd elektriciteitssysteem, met prikkels voor technologieën voor gedecentraliseerde en slimme netwerken. De nationale overheid speelt een cruciale rol bij radicale veranderingen zoals smart grids, waarbij innovatieprocessen gefaciliteerd moeten worden in plaats van centraal gepland.

 

 

 

Terug naar overzicht