专利名称：风电场的操作方法
技术领域：
本发明涉及具有风电场控制单元和与风电场控制单元连接的多个风能站(wind energy plant)的风电场的操作方法，其中，各风能站 可为了维护或检查的目的执行功率减小(power reduction ).背景技术当前的风电场由几个到几百个风能站构成，这些风能站被连接在 共用电网(grid)连接点上并一般通过其与电气设施的供电网连接. 这样，可将个体(individual)风能站结合成分布在较广的区域或者甚 至在相互之间具有空间距离的个体组中的这种风电场.各个体风能站具有其自身的控制单元，该控制单元控制并调节风能站的操作.并且，存在监视整个风电场以及个体风能站的操作的高级风电场 控制单元.通过与个体风能站连接的数据线，风电场控制单元可收集 关于风能站的信息并向个体风能站发送控制信号.例如，众所周知， 通过风电场控制单元的中央命令停止风电场的所有风能站并从电网上 完全切断风电场.从德国专利DE10320087B4获知风电场的操作方法，根据该操作方 法，当特别是启动风电场时，从供电网接收的电力可被限制.在例如 为了使要被启动的风能站向着风向取向而完全关闭风电场后，必需从 供电网取出电力.为了尽可能少地从供电网取出比较起来较为昂贵的 电量，该专利提出首先启动单个或一组风能站，然后利用从首先启动 的风能站提供的电力进行其它的风能站的启动.风能站的操作必需定期维护.典型的维护工作是对齿轮箱或轴承 加润滑油和检查风能站的机械或电气部件.为了能够执行这些检查和 维护工作，常需要减少由风能站产生的电力.对于许多维护工作，在风能站的控制单元中制订适当的例行程序，所述例行程序例如在手动 启动命令后执行风能站的必需的功率减少.出于维护目的或为了进行检查例行程序而采取的个体风能站的功 率减少相应地减少由整个风电场产生的电力.可能发生风电场产生的 电力的相当大变化，其中，由电网操作员预设的电网连接规则可能被 违反并且甚至可出现电网错误直至彻底的电网破坏.发明内容基于此，本发明的目的在于，提出一种风电场的操作方法，该操 作方法减少由于维护和/或检查工作导致的风电场供给的有功和/或无 功功率的不希望的变化.该目的通过具有专利权利要求l的特征的方法得到实现.该方法的 有利的实施例在从属权利要求中被提出.根据本发明的方法用于操作具有多个与风电场控制单元连接的风 能站的风电场，其中，各风能站可为了维护或检查的目的执行功率减 少，且风能站中的每一个可响应风电场控制单元的信号执行功率减少， 并且风电场控制单元协调用于风能站的信号，使得风电场的功率减少 不超过预定量并且/或者风电场提供的电力不超过预定的变化速度，并 且，其中，在任何时候至少一个风能站不受功率减少的影响.因此，借助于其自身的个体控制单元，各风能站能够执行各维护 目的所必需的功率减少.但是，功率减少不自动发生，而是响应由风 电场控制单元发出的信号.通过适当协调用于各风能站的信号，风电 场控制单元可注意使得风电场产生的电力的变化即任选地有功和/或 无功功率的变化不超过一定程度.提供的是，预设由于维护工作导致 的风电场的绝对功率减少的最大量和/或风电场的功率变化速度的最 大量.在根据本发明的方法中，与完全关闭整个风电场不同，在任何 时间至少一个风能站不受功率减少的影响.本发明从这样一种事实获取优点，即，不必在确切预定时间点上而是在一定的时隙(time slot)内执行对于个体风能站的维护工作.这允许在时间上变动(shift)某一风能站的功率减少并根据需要使其 与其它的风能站的维护工作匹配.通过这样做，可以同时实现特别是的必要的维护间隔.这样，风能站的功率减少原则上包含维护和/或检查目的所必需的 风能站产生的功率的每一减少.例如，为了检查叶片迎角(blade angle of attack)的位移，可能必需在较大的范围上提供叶片迎角运行.作 为叶片迎角的位移的结果，风能站产生的功率减少.但是，风能站可 保持与供电网连接并且它可连续将电力供给到供电网中.在本发明的优选实施例中，在功率减少时从电网上切断风能站. 风能站被完全关闭.这是一系列维护工作所必需的.因此，这些维护 工作伴随着风电场的特别高的功率减少，使得根据本发明的方法是特 别有利的.根据本发明的另一优选实施例，风电场控制单元预设风能站的维 护日期，并在到达维护日期时发出用于指定风能站的功率减少的信号. 因此，必需的维护工作由风电场控制单元在中央管理.在这样做时， 风电场控制单元可从一开始就预设维护日期，使得风电场的功率减少 的变化被最小化.在本发明的另 一优选实施例中，风电场控制单元基于风能站的操 作数据确定风能站的维护日期.各个体风能站的操作数据或不同组的 风能站的操作数据可被获取.在操作数据中是例如关于磨损、风能站 的个体部件或整个风能站的容量使用或操作持续时间、电网上操作的持续时间、馈电量、耦联(coupling-up )处理次数、操作模式变化次 数、温度路线(course)、转速路线等的数据.考虑这样的操作数据 允许风电场控制单元执行维护数据的最佳预设.根据本发明的另一优选实施例，各风能站在功率减少之前向风电 场控制单元发送请求，并且风电场控制单元发出用于功率减少的信号. 这里，单个风能站中或单个风能站上的维护工作的必要性被检测.在 风能站执行必要的功率减少之前，向风电场控制单元提出相应的请求.风电场控制单元回答请求，其中，它可通过发出用于功率减少的信号 而发出批准.批准也可被否定或仅在以后的时间点上被给出.在这样 做时，风电场控制单元能够向风能站发送附加的信号，例如对请求的 明确否定.通过请求和批准的系统，风电场控制单元即使在风电场控 制单元不知道个体风能站的维护间隔和日期的情况下也可有效协调个 体风能站的功率减少.根据本发明的另一优选实施例，作为对于发生由风能站自动获取 的条件的反应，出现请求.自动获取的条件可以是时间间隔的结束、超过预定温度或者超过或低于阈值到(through)另一测量值.条件被 风能站即特别是风能站的控制单元自动获取.因此，某一维护工作的 必要性被风能站自动检测并被传送给风电场控制单元.在本发明的另一优选实施例中，例如作为对于手动输入的反应， 出现请求.手动输入可以是通过风能站的控制单元给出的对于风能站 的停止命令.在服从停止命令之前，风能站在这种情况下向风电场控 制单iUI:出相应的请求，并且它仅在风电场控制单元批准后执行伴随 的功率减少.通过这样做实现这样一种情况，即，即使同时向不同的 风能站给出多个手动停止命令，也不出现风电场的过量的功率减少.根据本发明的另一优选实施例，风电场控制单元同时向预定的最 大数量的风能站给出用于功率减少的信号.这样，风电场的功率减少 限于由预定数量的风能站实现的功率衰减.并且，能够设定最多地受 同时的功率减少影响的风能站的预定数量.在本发明的另一优选实施例中，在发出用于功率减少的信号后， 风电场控制单元仅在预定的时间间隔后发出用于功率减少的另 一 信 号.因此，仅在第一风能站的功率减少开始之后的预定时间间隔结束 之后出现第二风能站的功率减少.这样，多个风能站的同时的或在时 间上紧邻的功率减少被避免.在本发明的另一优选实施例中，在发出用于风能站的功率减少的 第一信号后，风电场控制单元仅在风能站的操作状态或模式改变后和/或在功率减少的第一过程完成后发出用于功率减少的另一信号.因此，仅当完成第一风能站的功率减少的过程或第一风能站达到某一操作状 态时才出现另一风能站的功率减少.这样，不同风能站的功率减少过 程可更好地相互匹配.根据本发明的另一优选实施例，给请求分配优先权.优先权反映 未决的维护或检查措施的紧急程度，使得在通过风电场控制单元批准 功率减少时可考虑这种紧急程度.通过这样做，风电场控制单元可立 即启动特别重要的维护或检查措施，而不太重要的维护或检查措施可 被推迟.根据本发明的另 一优选实施例，在风能站检测到紧急情况的情况 下，在没有风电场控制单元的信号的情况下发生风能站的功率减少. 当要被执行的维护措施不能延迟时，紧急情况将发生.在这种情况下， 即使没有风电场控制单元的相应批准，如果需要也执行必要的功率减 少.因此，特别是与安全直接相关的维护措施始终可被执行.
通过附图表示的本发明的实现的例子更详细地解释本发明. 图l以大大简化的示意图表示根据本发明的风电场.具体实施方式
图l表示的风电场包含通过未示出的数据线与中央风电场控制单元10连接的五个风能站1 5.并且，风能站1 5通过电力电缆12与共用 的电网连接点16连接.电网连接点16自身(onitspart)与电气设施的 供电网14连接.风能站1 5可通过电网连接点16将有功和/或无功功率 送入供电网14中.风电场控制单元10通过线18与电网连接点16连接，并且，它可从 电网连接点16获取测量信号和/或状态消息.风能站1 5中的每一个包含其自身的负责风能站的操作的控制单 元.其中，当要执行某些维护和/或检查工作时，在个体风能站1 5的各自控制单元中存在信息.例如，当必需使风能站l的功率减少的维护措施(maintenance measure )在风能站l中未决(pending )时，风能站1的控制单元通过存在的到达风电场控制单元10的数据线 向风电场控制单元发送请求20.风电场控制单元10分析请求20并检查 在各自时间点上风能站l的功率减少是否与风能站的预定最大功率减 少和/或与风电场产生的功率的预定最大变化速度一致.当情况如此 时，风电场控制单元10向风能站1发送批准信号22.然后，风能站l的 控制单元启动在控制单元中制定的例行程序，该例行程序执行各自维 护措施必需的功率减少.
权利要求
1.一种用于操作具有多个与风电场控制单元(10)连接的风能站(1～5)的风电场的方法，其中，各风能站可为了维护或检查的目的执行功率减少，其特征在于，风能站中的每一个可响应风电场控制单元(10)的信号(22)执行功率减少，并且风电场控制单元协调用于风能站的信号，使得风电场的功率减少不超过预定量，并且/或者风电场的提供的电力不超过预定的变化速度，并且，在任何时候至少一个风能站不受功率减少的影响。
2. 根据权利要求l的方法，其特征在于，在功率减少时从电网切 断风能站(1~5 ).
3. 根据权利要求1或2的方法，其特征在于，风电场控制单元(IO) 预设风能站(1 5)的维护日期，并且当到达维护日期时发出指定的风 能站的功率减少的信号.
4. 根据权利要求3的方法，其特征在于，风电场控制单元(IO) 基于风能站的操作数据确定风能站(1-5)的维护日期.
5. 根据权利要求1或2的方法，其特征在于，各风能站(1~5)在 功率减少之前向风电场控制单元(10)发送请求(20),并且风电场 控制单元(10)发出用于功率减少的信号(22).
6. 根据权利要求5的方法，其特征在于，作为对于发生由风能站 (1-5)自动获取的条件的反应，出现请求(20).
7. 根据权利要求5或6的方法，其特征在于，作为对于手动输入的 反应，出现请求(20).
8. 根据权利要求5 7中的任一项的方法，其特征在于，风电场控 制单元(10)同时向预定的最大数量的风能站(1 5)给出用于功率减 少的信号(22).
9. 根据权利要求5 8中的任一项的方法，其特征在于，在发出用 于功率减少的信号(22)后，风电场控制单元(10)仅在预定的时间 间隔后发出用于功率减少的另 一信号.
10. 根据权利要求5 9中的任一项的方法，其特征在于，在发出用 于风能站(1 5)的功率减少的第一信号(22)后，风电场控制单元(IO) 仅在风能站(1~5)的操作状态或模式改变后和/或在功率减少的第一 过程完成后发出用于功率减少的另一信号.
11. 根据权利要求5 10中的任一项的方法，其特征在于，给请求 (20 )分配优先权.
12.根据权利要求1 11中的任一项的方法，其特征在于，在风能 站(1 5)检测到紧急情况的情况下，在没有风电场控制单元的信号的 情况下发生风能站(1~5)的功率减少.
全文摘要
一种用于操作具有多个与风电场控制单元连接的风能站的风电场的方法，其中，各风能站可为了维护或检查的目的执行功率减少，其特征在于，风能站中的每一个可响应风电场控制单元的信号执行功率减少，并且风电场控制单元协调用于风能站的信号，使得风电场的功率减少不超过预定量，并且/或者风电场的提供的电力不超过预定的变化速度，并且，在任何时候至少一个风能站不受功率减少的影响。
文档编号F03D7/00GK101225795SQ20071019679
公开日2008年7月23日 申请日期2007年12月10日 优先权日2007年1月20日
发明者乔尔格·莱曼, 马克·尤卡特 申请人:诺德克斯能源有限公司