用于控制风能设备的方法_2

文档序号:9693516阅读:来源:国知局
准确地基于下述风力值,所述风力值之后在相关的风能设备上也变得重要和有效。
[0022]此外提出一种用于将电能馈送到供电网中的风能设备,所述风能设备配置成用于执行根据至少一个所描述的实施方式的方法。优选地,这种风能设备具有发电机和馈送设备,所述发电机设计为用于产生发电机额定功率,所述馈送设备配置成用于实施馈送。在此,馈送单元设计为用于馈送大于用于馈送发电机额定功率的馈送电流的最大馈送电流。
[0023]就此而言,风能设备配置成用于馈送比用于仅将发电机的持续最大功率馈送到电网中所需的电流更大的电流。
[0024]优选地,馈送设备具有多个馈送单元,更确切地说这样多的馈送单元:存在比用于馈送能由风能设备产生的功率所需的数量更多的馈送单元。因此,尤其存在比用于馈送发电机功率所需的数量更多的馈送单元。优选地,这种馈送单元设置为电源柜进而与用于馈送额定功率或最大能持续产生的功率所需的相比设有至少一个附加的电源柜。由此能够在馈送额定功率同时,有针对性地馈送无功功率。此外,在极端情况下,当完全不馈送额定功率时,或仅馈送少量额定功率时,馈送比额定功率更多的无功功率。就此而言,对于在无功功率和额定功率之间的所述比较而言,单位VAr与单位W是等同的。
[0025]此外提出,设有用于将电能馈送到供电网中的风电厂。所述风电厂配置成用于,为了馈送而采用馈送方法的根据上述实施方式中的至少一个的方法。
[0026]优选地,这种风电厂具有用于控制风电厂的中央控制单元。相应地在中央控制单元中实施用于执行馈送方法的方法步骤。至少根据一个实施方式,其意味着,中央控制单元为风电厂的各个风能设备预设应馈送给相应的设备的有功功率和无功功率的数值。每个单个设备的有功功率和/或无功功率馈送的实际的实施由所述设备执行,或者所述设备执行整个风电厂的所述馈送的其自身的份额。就此而言,每个风能设备贡献馈送电流,所述馈送电流符合中央控制单元的预设值,并且其中将所有所述单个的馈送电流相加到一起并且在风电厂的共同的电网接点上馈送给电网。
[0027]优选地,风电厂设计为,用于馈送比用于馈送为风电厂设计的最大有功功率所需的电流更大的电流。尤其,所述最大有功功率能够对应于风电厂的额定功率,即风电厂的风能设备的所有额定功率的总和。由此,所述风电厂能够馈送比有功功率更多的无功功率或者即使当所述风电厂已经馈送最大有功功率时,其还能够馈送无功功率。
[0028]优选地,风电厂具有多个风能设备,如上文结合风能设备的至少一个实施方式所描述的那样。尤其,所有风能设备是如上文根据至少一个实施方式所描述的风能设备。
【附图说明】
[0029]在下文中示例地借助实施方式参考附图详细地阐述本发明。
[0030]图1示意地示出风能设备的立体视图。
[0031]图2示意地示出风电厂。
[0032]图3示意地示出图解说明实际的风力、风力预告和预测的无功功率之间的相关性的图表。
[0033]图4示意地示出图解说明预测的无功功率和预告的风速之间的优选的相关性的图表。
【具体实施方式】
[0034]图1示出具有塔102和吊舱104的风能设备100。在吊舱104上设置有具有三个转子叶片108和导流罩110的转子106。转子106在运行中通过风而处于转动运动中进而驱动吊舱104中的发电机。
[0035]图2示出示例性地具有三个风能设备100的风电厂112,所述风能设备能够是相同的或不同的。由此,三个风能设备100代表风电厂112的基本上任意数量的风能设备。风能设备100经由电厂电网114提供其功率、即尤其所产生的电流。在此,将各个风能设备100的相应产生的电流或功率相加并且通常设有变压器116,所述变压器将电厂中的电压向上变压,以便然后将其在通常也称作PCC的馈送点118处馈送到供电网120中。图2仅示出风电厂112的例如不具有控制装置的简化的示图,尽管当然存在控制装置。电厂电网114例如也能够不同地构造,仅列举一个不同的实施例:在所述电厂电网中例如在每个风能设备100的输出端处也存在变压器。
[0036]图3在第一图表D1中示意地示出例如在一天的时间段中的风速的可能的曲线分布。中间的图表D2还给出可能的风力预告,在所示出的示例中,所述风力预告为了图解说明的目的基于六小时的预告时间。就此而言,所述中间的或第二图表D2提前六小时。根据第一图表D1的在预告的时间和实际的风的时间之间的相关性通过虚线表明,所述虚线分别将时间六小时、12小时、18小时和24小时在视觉上连接。
[0037]下部的和第三图表D3给出对要馈送的无功功率Q的预测的可能的曲线分布。
[0038]为了图解说明的目的,选择风速Vlst的曲线分布,所述曲线分布在0点至9点的范围中具有大约每秒五米的风速。这大致对应于三Bft的风力。在此,风速不作为平滑的直线显示,以便表明自然的风力波动。
[0039]在9点时,风速逐渐开始升高并且在大约12:30时达到大约每秒25米的值。这通常大约对应于9至lOBft的风力。每秒25米是常用的,并且也是在所示出的示例中的风速,在该风速下风能设备也为了其自身的保护而节流(abgeregelt)。在此所述风速是风暴起始风速
Vsa ο
[0040]现在风力继续升高并且大约在14:30时达到每秒34米的数值,这对应于风力12进而对应于飓风。在此,每秒34米的数值也是下述风速,在所述风速下风能设备通常并且也在所示出的示例中不再馈送有功功率并且就此而言完全地节流,尤其其转子叶片完全地转到叶片位置中,只要这是可行的。每秒34米的所述风速在此也是风暴终止风速。
[0041]大约在21点时风力又减小并且降至低于风暴风速,并且在大约22点时降低为低于风暴起始风速。由此这意味着,风能设备从22点起再次正常运行,使得所述风能设备不必再节流。图表也尝试图解说明,在较高的风速下风速的波动也增加。
[0042 ]现在,对于图表D1的所述风速,在图表D2中示出风力预告,所述风力预告对于6点至9点的时间段预告大约为每秒5米的风速(风力3)。在9点时风速根据预告升高并且大约在13:30时达到每秒25米的风暴起始风速。这在大约一个小时之后作为根据图表1的根据之后的实际曲线分布或者对于时间点12:30预告比实际出现的风速更低的风速。在14:30时预告的风速达到每秒34米的风暴终止风速并且继续升高。在21点时预告的风速再次降低为低于风暴终止风速,并且在23点时所述风速降低为低于风暴起始风速。
[0043]在图表D3中示出要馈送的无功功率Qpr。的预测。其设定针对根据图表D2的预告的风速。由此,在13:30时,即当预告的风速达到风暴起始风速Vsa并且继续升高时,预告的无功功率Qpr。升高。随着预告的风速进一步升高,预测的无功功率也升高,并且当预告的风速达到风暴终止风速Vse时,在14:30时达到其最大值。所述预测的无功功率Q_保持其最大值,直至预告的风速在21:30时再次降低为低于风暴终止风速,并且直至23点,预测的无功功率Qpr。也随着预告的风速的进一步降低而降低。在此,预告的风速达到风暴起始风速并且进一步降低为低于风暴起始风速。在此,预测的无功功率Qpr。达到数值0。
[0044]由此清楚的是,与预告的风速V?r相关地确定预测的无功功率,所述无功功率就此而言首先仅是一个数值。优选地,之后也如所预测的那样,即如在图表3中示出的那样馈送所述预测的无功功率9_。即换言之,在所示出的示例中,预测的无功功率的升高,并且然后相应地所馈送的无功功率在13:30时升高,尽管实际的风速然而已经在12:30时达到风暴起始风速VSA。同样,出现反转的情况,其中预告的风速较早地达到比之后的实际风速更高的值。优选地,基本上,即不仅对于图3的实施例而言提出:当出现的实际风速对应于预告的风速或小于预告的风速时,之后馈送对应于预测的无功功率Qpr。的无功功率。此外和替选地,通常也不仅对于所示出的实施例提出:当实际风速高于预测的风速时,馈送的无功功率高于预测的无功功率。在此提出,然而不超过无功功率的最大值,即当预测的无功功率已经采用最大值时不提高无功功率。
[0045]预测的无功功率在图3中在图表D3中对于从6点至13:30和从23点至6点的时间给出数值0。这首先意味着,或者对于预测的无功功率设定数值0并且必要时传输到相应的控制单元,或者对于这些区域,即对于
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