用于运行风电场的方法与流程

本发明涉及一种用于运行具有多个风能设施的风电场的方法。本发明还涉及一种相应的风电场。

背景技术：

风电场是已知的。所述风电场具有多个风能设施并且借助所述风能设施经由共同的电网连接点馈送到供电网络中。除了所述能量馈送的主要任务，这种风电场也能够承担用于支持供电网络的任务或者至少对其作出贡献。

对于电网支持的一种重要的、至少可能的贡献在于，在需要时降低馈送的功率。风能设施进而风电场在此具有下述特性：能够非常快速地降低其馈送的功率。所述风能设施进而风电场能够在数秒内将其馈送的功率减半。因此，风能设施或风电场基本上是供电网络中的发电机，所述发电机能够毫无问题地最快地降低其功率。这尤其也表示：所述发电机实际上能够同样快速地在降低之后再次提供其功率。因此，尤其对于在相关的供电网络中暂时存在过多功率的情况，由于同样暂时降低功率能够通过风能设施实现快速的支持。

为了能够确保连续稳定的供电网络，对于也简称为电网运营商的供电网络的运营商而言重要的是，具有关于功率的信息，以便能够降低所述功率。风能设施或风电场能够基本上容易地也在较短的时间内完全降低其馈送的功率。馈送的功率在风电场中尤其也与盛行风速相关。

为了使电网运营商能够实现例如提前一天计划，可进行风预测或天气预测，以便估计对于预测的时间段可馈送的进而也可降低的功率。

因此，可估计这样的预期的功率并且电网运营商能够将所述预期功率并入其计划中，但是所述功率并非是十分可靠已知的，以使电网运营商可固定地对此预计。出于该原因，提出进行某种类型的风险估算，所述风险估算假设：从预测的功率中实际上仅几个百分比，例如3％能够被认为是可靠的。因此如果预测1mw的功率，那么设定为3％的可靠性考虑引起30kw的可靠的支持值。相应地，在支付所述系统服务时也仅基于该可靠值。换言之，在所提及的示例性情况下能够提供1mw的负的分钟调节功率，而仅能够销售30kw。

技术实现要素：

因此，本发明所基于的目的是，解决上述问题中的至少一个问题。尤其应提出一种解决方案，所述解决方案能够实现，风电场能够提供尽可能高的负的调节功率，尤其分钟调节功率，即也能够对于预先规划的时间段可靠地提供，使得电网运营商可固定地对此预计，或者风电场运营商能够将其销售给电网运营商。至少应相对于至今已知的解决方法提出一种替选的解决方案。

德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到以下现有技术：de102012215565a1和us2016/0226258a1。

根据本发明提出一种根据权利要求1所述的方法。所述方法基于一种具有多个风能设施的风电场。借助所述风能设施从风中产生电功率，并且所述电功率由所述风电场馈送到供电网络中，即通常经由电网连接点。因此，电功率被馈送到供电网络中。

原则上，代替风电场也能够使用仅一个风能设施。在此，所述风能设施基本上如风电场一样工作，但是通常提供比风电场少的功率，进而通常对于电网支持而言是不重要的，但是能够考虑。所有关于风电场的下述说明就意义而言也适用于风能设施，只要这不涉及风电场的不可转用于风能设施的特性，例如涉及风电场中多个风能设施的协调的特征。

此外，测定预测功率。预测功率是能够在预定的未来的预测时间段内通过风电场馈送的功率。尤其，在此进行风预测或天气预测，从所述风预测或天气预测中于是能够推导出：风电场例如能够在未来24小时内馈送多少功率。在此，优选也一并考虑：是否所有风能设施准备好运行，或者例如必须进行维护，以列举边缘条件的仅一个示例。天气预测例如也能够考虑：是否预计到结冰情况并且相应地一些风能设施不能运行和/或仅能在加热叶片的同时运行，以列举考虑的另一示例。

此外，对于预测时间段确定降低预测功率。所述降低预测功率是能够在预测时间段内馈送的功率所降低的功率。

然后，降低预测功率作为负的调节功率提供，尤其作为可销售的负的调节功率提供。风电场为此例如传递信号给电网运营商，所述信号包含下述信息：风电场在何时或者在哪个时间段能够将其馈送的功率降低多少功率。

现在提出，根据预测功率和根据可控的消耗功率确定降低预测功率。已经阐述预测功率的确定，并且可控的消耗功率是在预测时间段内通过存在于风电场中的可控的消耗器根据请求能够消耗的功率。这种可控的消耗器例如能够是叶片加热装置，或者是通风器，以列举仅两个示例。但是也能够考虑下述消耗器，所述消耗器不是风能设施的直接部分，而是风电场的一部分。也能够将风电场中的电线路用作为电消耗器。至少在此考虑根据请求可操控的消耗器。因此涉及下述消耗器，所述消耗器能够有针对性地根据请求，尤其根据由中央控制单元产生的请求来操控，以消耗功率。尤其在此涉及：这种消耗器除了和/或与其常见的使用目的无关地操控。为了留在该示例中，叶片加热装置的常见的目的是加热相关的转子叶片，以除冰或者进行保护抵御结冰。但是，当不存在结冰或要防止结冰时，这种叶片加热装置也能够运行。只要所述示例性提及的叶片加热装置也能够与其初始的使用目的即除冰或防止结冰无关地操控，尤其通过中央风电场控制单元操控，那么所述叶片加热装置在根据本发明的意义上是根据请求可控的消耗器并且能够提供可控的消耗功率。

为了专注于已经提及的另一示例，即在风电场中的传输线路，因此其初始目的是可传输功率，即尤其从各一个风能设施传输至电网连接点。如果在此现在附加地由一个风能设施传输无功功率，由另一风能设施接收所述无功功率或者由另一风能设施将相应补偿的无功功率馈送至该一个风能设施，那么如果这种消耗功率能够根据请求控制，尤其根据要求通过中央风电场控制单元控制，所述线路于是作为可控的消耗器运行并且在本发明的意义上是可控的消耗器。尤其，至少一个风能设施能够产生这样的无功电流，使得由此从供电网络中接收无功电流并且引起在电线路中的功率消耗。

现在提出，对于整个风电场考虑，存在或者可激活多少这样的或者其它可控的消耗功率。总共现有的或可激活的可控的消耗功率和已经阐述的预测功率现在用作根据其来确定降低预测功率的基础。

尤其在此认识到，现在通过所述可控的消耗功率能够提供降低预测功率的量值。预测功率可能不精确地或者不足够可靠地已知进而可能仅能够部分地考虑用于确定降低预测功率，但是仍能够将其考虑在内。优选地，由预测功率对于在预测时间段内的一个时段使用最小值，使得根据该最小值计算对于相关的预测时间段的降低预测功率。

附加地，确定降低预测功率还涉及可控的消耗功率，所述可控的消耗功率通常也具有下述优点：所述可控的消耗功率至少直至一定程度能够被视为是可靠的。为了留在所提及的叶片加热装置的示例中，所述叶片加热装置的功耗也是已知的，并且还良好已知的是，究竟是否在预测时间段内在其它方面需要所述叶片加热装置或者作为可控的消耗功率提供。如果例如是足够暖的，那么因此无需预计：需要所述叶片加热装置。于是优选还考虑：根据外界温度是否可能仅部分加热可供考虑，以便避免过热。但是通常能够存在下述情况：叶片加热装置也能够直至其额定值持久地运行。所述额定值于是作为可控的消耗功率提供并且能够用于确定降低预测功率。

降低预测功率因此能够由预测功率的一部分和可控的消耗功率组成。所述值能够在量值方面相加，即预测功率的可考虑的部分的量值和可控的消耗功率的量值相加。

优选提出，根据用于在预测时间段内进行电网支持的请求，将馈送的功率降低一定值直至降低预测功率的水平。因此假设：降低预测功率已被确定并且例如作为供应已被传输给电网运营商或其电网控制站。如果现在发生这样的支持情况，其中电网运营商采用该预测的和提供的降低预测功率，那么风电场相应地降低其馈送的功率。电网运营商于是能够占用所提供的降低预测功率的一部分或者其能够完全占用该所提供的降低预测功率。风电场于是将其馈送的功率降低电网运营商所占用的值。

但是在此，风电场不一定需要操控可控的消耗器，而是能够首先降低馈送的功率。馈送的功率在理想情况下对应于之前预测的功率，即风电场那时所处于的预测时间段的预测功率。在确定由电网运营商提供的降低预测功率时考虑所述预测功率，但是并非排它性的。尤其假设：在确定降低预测功率时已考虑预测功率的仅一部分。因此现在很可能的是，比在确定降低预测功率时已被认为是可靠的馈送的功率更多的功率被馈送。相应地，当前馈送的功率也能够相应地降低更多。

为了列举一个简单的示例，能够预测1mw的预测功率。于是考虑其中3％已作为用于确定降低预测功率的可靠的值，即30kw，以留在上文已经提及的示例中。附加地假设：存在300kw的可控的消耗功率。对于该示例，降低预测功率于是因此为330kw。但是，如果现在实际上设定预测的功率，即预测功率，即在1mw的水平上设定并且电网运营商想要动用全部降低预测功率，那么这表示：请求将馈送的功率降低330kw。然后能够将馈送的功率降低到670kw，而没有根据请求操控可控的消耗器中的仅一个消耗器，以便降低可控的消耗功率或其一部分。

决定性的是，不仅提供该示例性的330kw，而且也能够将其可靠地提供。为此已一并需要可控的消耗功率，使得电网运营商能够信赖该330kw。然后如果发生实际的支持情况，仍能够考虑降低仅实际馈送的功率。但是当然，通过可控的消耗器也能够满足所请求的降低功率的全部或一部分。是否有利于降低所产生的功率或者通过可控的消耗器减少所产生的功率的一部分，能够个体化地决定并且例如也与消耗器的类型相关。

但是也考虑下述情况：与初始作为预测功率已预测相比，实际上产生和馈送明显更少的功率。因此如果例如产生和馈送比预测的更少的功率并且然后请求高的降低功率，那么也考虑：为此从风电场的电网中获取功率。于是因此馈送负的功率。

因此如果为了留在上述示例中例如仅馈送200kw的功率，并且电网运营商请求全部所提供的降低预测功率作为降低功率，即所述电网运营商请求330kw的降低功率，那么能够将通过风电场产生的功率降低到零，由此将馈送的功率降低200kw。附加地，能够从电网中获取130kw并且由可控的消耗器消耗。风电场于是将其馈送的功率降低总计330kw，即如所提供的并且如现在由电网运营商所请求的那样降低，即从200kw降低到130kw。这也是即使借助单个风能设施能够实现的仅一个示例。实际上，根据本发明的方法也能够借助单个风能设施来执行。但是电网运营商通常期望比支持功率更大的功率，使得于是使用具有多个风能设施的风电场是有利的。

因此优选提出，接通一个或多个可控的消耗器和/或在其功率减少方面进行控制，使得由此降低馈送的功率，其中当馈送的、尚未降低的功率小于降低预测功率并且也小于所请求的降低功率时，附加地从供电网络中获取和消耗功率。因此如果馈送的、尚未降低的功率小于所请求的降低功率，那么至少部分地通过可控的消耗器实现所请求的降低功率。在此假设：还请求降低功率最大仅直至降低预测功率。当然不应排除，也提供或减少比降低预测功率更多的降低功率。然而，降低预测功率的确定和供应最初不是基于这种特殊情况。

优选地，降低预测功率确定为，使得所述降低预测功率至少由生产功率或其值，乘以可预设的质量值，和可控的消耗功率组成。预测功率因此是在预测时间段内预期的功率，并且尤其，但是不必须排它地，与风预测和/或天气预测相关。为了从所述预测功率中推导出能可靠预期的功率，将所述预测功率乘以可预设的质量值，所述质量值因此<1，但是必须>0。所述质量值例如能够为3％。计算也能够对于一个时段进行。如果预测功率在该时段内波动，那么使用预测功率的最小值。

因为然后还涉及消耗功率。所述与可预设的质量值相乘的预测功率或与其相乘的预测功率值和可控的消耗功率被加到降低预测功率上。相应的示例在上文已经给出和阐述。

优选地，为了确定可控的消耗功率还分别考虑每个可控的消耗器的预测的可用性。为此在上文已经给出对于将叶片加热装置作为可控的消耗器的示例的阐述，因此叶片加热装置的可运行性一方面取决于：所述叶片加热装置究竟是否被认为对于降低预测功率做出贡献，或者由于天气可能已经根据其原本的目的，即叶片除冰或防止结冰，被使用。如果叶片加热装置已经用于除冰或用作为防结冰保护，那么其可消耗的功率不是降低预测功率的一部分，因为在如果必须降低馈送的功率的情况下，其不能够接收附加功率。在该情况下，预测的可用性将为零。

作为另一示例提及：叶片加热装置由于在周围环境中非常高的温度不能最大程度地运行，因为这会引起高的温度值。如果因此例如根据天气预测，尤其根据就此而言不利的天气预测，叶片加热装置仅能够以其额定功率的50％运行，那么在此将0.5或50％的值作为预测的可用性考虑。

根据一个设计方案提出，可控的消耗功率由多个部分功率组成。每个部分功率被分配给可控的消耗器进而描述所述其可控的消耗器的要考虑的功率。所述部分功率的至少一个部分功率在此从其可控的消耗器的最大功率乘以其可控的消耗器的预测的可用性中计算。优选地，以这种方式和方法计算多个部分功率，分别基于其可控的消耗器以及还有分别基于其可控的消耗器的预测的可用性。优选地，以这种方式和方法计算所有部分功率。

因此，例如，可控的功率能够是两个部分功率的总和。在这种情况下，第一部分功率能够分配给例如上面已经提到的叶片加热装置。所述消耗器，即所述叶片加热装置的最大功率能够是消耗器的额定功率。例如，叶片加热装置能够具有200kw的额定功率。如上文已经根据一个示例详述的，如果天气预测得出：叶片加热装置的仅50％的功率能够用于降低预测功率，那么第一部分功率在此将作为以下两项的乘积得出：即作为消耗器的最大功率的200kw乘以作为预测的可用性的50％，即0.5。在该示例中，第一部分功率将为100kw。

第二部分功率能够分配给风电场中的传输线路，包括与此连接的逆变器，所述逆变器经由所述传输线路传输或接收无功功率或无功电流。因此，能够消耗最多100kw的功率并且越多地需要这种功率或至少一个相关的逆变器来产生或传输要馈送的功率，那么就能够消耗越少的功率。因此如果预测是，预期多风并且能够馈送很多功率，那么所述线路，例如仅30％，能够仍然用于消耗功率。于是，对于第二部分功率得出100kw乘以30％的值，使得获得30kw。

但是，在对于第二部分功率的最后的说明性示例中，代替为30％的预测的可用性，仍然能够应用值1，即100％，因为只有当馈送很多功率时，才能获得为30％的预测的可用性。但是然后，在必须执行功率降低的情况下，又能够提供非常多的功率作为降低功率。只有当与风预测相反只需要馈送非常少的功率或者甚至根本不馈送功率时，才需要作为附加的消耗器的线路。但是，在这种情况下，传输线路也能够完全用作为可控的消耗器。

在本示例中，因此将产生200kw的可控的消耗功率，即由100kw的第一部分功率和同样100kw的第二部分功率组成。

优选提出，可控的消耗器通过风电场的中央风电场控制单元操控。因此，风电场的所述可控的消耗器能够经由风电场的所述中央风电场控制单元控制进而监控，所述中央风电场控制单元也可简称为风电场调节器。此外，因此也能够整体对于风电场考虑所述可控的消耗器，并且优选地，中央风电场控制单元根据水平执行可控的消耗功率的计算或确定。尤其，所述风电场控制单元还执行对降低预测功率的确定。因此，通过提供负的调节功率，即通过提供降低预测功率，风电场能够作为用于这种电网支持的一个单元在电网中或在电网处起作用。

此外或替选地提出，中央风电场控制单元从设置用于控制供电网络的电网控制站获得请求信号。然后，所述请求信号能够形成用于电网支持的请求。此外，所述中央风电场控制单元优选工作为，使得其根据所述请求降低馈送的功率并且必要时相应地操控可控的消耗器。因此，电网控制站进而尤其还有运营供电网络的电网运营商能够以有利的方式使用风电场以进行电网支持。特别地，能够通过电网控制站在非常短的时间内激活高的负的调节功率。所述负的调节功率的至少一部分能够通过操控就此而言也可称为负载的消耗器来实现。在此还考虑：接通或关断消耗器，或者分别在消耗器的水平方面控制消耗器。每个风能设施的输出的功率也能够在其水平方面进行控制。尤其，通过控制消耗器和控制风能设施的输出功率的组合，在技术限度内，基本上每个工作点都能够启动，即风电场在其功率输出方面能够无级地设定。

根据另一实施形式提出，在风电场中存在至少一个能量储存器，以便至少暂时提供相对于通过风电场的风能设施产生的风功率的附加功率，以馈送到供电网络中。因此，例如能够是电池蓄能器的这种能量储存器能够将附加功率馈送到供电网络中，所述能量储存器至少能够为此提供功率。

为此，现在根据所提到的实施形式提出，附加地根据至少一个能量储存器的可用的功率来确定降低预测功率。在此，降低预测功率因此也能够考虑由所述能量储存器馈送到供电网络中的功率，进而馈送到供电网络中的功率也能够降低该功率。考虑至少一个能量储存器的这种功率尤其具有下述优点：也能够可靠地预测所述功率，因为必须已知所述能量储存器的储存器容积以及还有其容量、可馈送到供电网络中的功率，即允许的最大放电电流。

此外或替选地，在此，降低预测功率的确定也能够包括可由能量储存器从供电网络中接收的功率。所述功率也可对于能量储存器非常好地预测，进而所提供的降低预测功率能够提高相应可靠的值。

优选地，降低预测功率用作为负的分钟调节功率。因此，电网运营商能够从相关的风电场请求：所述风电场暂时将其馈送的功率降低直至降低预测功率的水平。能够在几秒内请求所述降低。特别提出，所述降低在几秒内实现，尤其在30秒内，优选在20秒内，并且尤其在10秒内实现。优选地，在此，所述降低也仅在一分钟或几分钟实现，尤其是少于10分钟。因此，风电场的功率馈送在<1分钟的时间内降低，并且所述降低优选仅持续几分钟。这种电网支持能够有规律地对于用于支持的在供电网络中暂时发生的瞬态过程是足够的。重要的是，电网运营商能够依赖于下述事实：也能够请求直至所提供的降低预测功率的水平的这种降低。

根据一个实施形式提出，为了操控或协调可控的消耗器中的一个、多个或所有可控的消耗器的操控，设有中央消耗控制单元。所述中央消耗控制单元优选与中央风电场控制单元连接并从中央风电场控制单元获得总的消耗给定值。所述总的消耗给定值表示：可控的消耗器的消耗总共应降低的值。因此，中央风电场控制单元能够预设这样的总的消耗给定值，并且具体地实施或协调通过消耗控制单元进行。因此，尤其能够简化结构，并且中央风电场控制单元需要仅关于馈送的功率和所请求的、即电网运营商请求的降低功率来协调所产生的功率的降低。所述中央风电场控制单元能够降低馈送的功率，并且如果存在对进一步降低功率的需求，那么将所述需求作为总的消耗给定值传输给消耗控制单元，所述消耗控制单元承担协调。优选地，消耗控制单元还用于计算总的可控的消耗功率。所述值能够传送给预测确定机构，所述预测确定机构能够是中央风电场控制单元的一部分，从而使所述预测确定机构或中央风电场控制单元能够考虑所述可控的消耗功率来确定和提供降低预测功率。

优选地，预测功率，此外或替选地，降低预测功率，作为在预测时间段内的时间变化曲线给出。因此能够考虑和存储时间变化曲线。尤其，其中也能够考虑有规律地随时间波动的相应的风预测和/或天气预测。

优选地，预测时间段约为24小时。所述预测时间段也能够更短或更长地设定。优选地，所述预测时间段在12至48小时的范围内，更优选在18至36小时的范围内。尤其，所述预测时间段约为一天。因此，对于电网运营商实现大约一天的可计划性。同时，约为1天的所述预测时间段是能够以非常好的精度和可靠性进行风预测和/或天气预报或天气预测的时间段。

优选地，所述预测时间段被划分为4小时的时段，并且对于每个所述时段确定降低预测功率。因此，能够为每个所述时段提供和尤其是销售降低预测功率。因此，电网运营商能够对于4小时的时段预定这种降低预测功率，以便因此在这样预定的时段内具有下述可能性：在需要时请求负的调节功率。

优选地，所述预测时间段被划分为区间，尤其划分为大约15分钟的区间，即每小时大约四个区间。对时间区间的这种时间上的划分提供下述可能性：在预测时间段内良好地描绘条件随时间的变化，但是其中，同时能够在区间中分别提供稳定值。因此，也能够实现：在风电场和电网运营商之间或在风电场和电网控制站之间不必传输大的数据量。

根据本发明还提出一种风电场。所述风电场包括用于将功率馈送到供电网络中的馈送装置。这种馈送装置尤其能够作为逆变器设置在每个风能设施上。此外，变压器能够设置在电网连接点处，在所述电网连接点处或者经由所述电网连接点馈送到供电网络中。

此外，所述风电场包括用于测定预测功率的测定装置，所述预测功率描述通过风电场可在预定的未来的预测时间段内馈送的功率。所述测定装置尤其能够包含过程计算机，所述过程计算机被提供有用于测定预测功率所需的相应的信息。

此外，提出一种预测确定机构，所述预测确定机构配备用于确定降低预测功率，所述降低预测功率对于预测时间段表示能够在预测时间段内馈送的功率所降低的功率。这种预测确定机构也能够构成为过程计算机或包括所述过程计算机。所述预测确定机构也能够是测定装置的一部分，或者反之亦然。所述测定装置和/或预测确定机构能够是中央风电场控制单元的一部分。

此外，提出一种用于供应降低预测功率作为负的调节功率的供应机构。供应机构同样能够包含过程计算机和用于与电网控制站通信的通信接口。经由所述通信接口能够在电网控制站和供应机构之间交换数据。尤其，供应机构能够经由所述通信接口将根据其水平给定的降低预测功率的值传输给电网控制站。优选的是，通信配置为，使得这样的值以预定的间隔传输，例如每15分钟进行传输。

在此，供应机构也能够是测定装置的和/或预测确定机构的一部分和/或中央风电场控制单元的一部分。

此外，风电场具有至少一个可控的消耗器，所述可控的消耗器能够根据请求消耗功率。优选设有多个可控的消耗器。

对于这样的风电场现在提出，测定装置设立为用于根据预测功率并且根据可控的消耗功率来确定降低预测功率，尤其如上文所述的那样。在此，可控的消耗功率描述：在预测时间段内如何通过存在于风电场中的可控的消耗器根据请求消耗功率。

例如，对风能设施的自身需求也能够视作为可控的消耗，所述可控的消耗例如需要用于通风器或加热器或者也用于照明。对于现代风能设施，这样的自身需求例如能够是100kw并且具有100％的可用性。

根据工作点，能够假设附加的100kw的自身需求，所述自身需求能够根据风能设施的工作点作为消耗器接通。这也能够涉及作为可控的消耗器的处于待机模式中的通风器、加热器或变流器柜：因为所述消耗器根据其实际目的使用较小的部分并且于是不作为消耗器任意地被操控以降低馈送的功率，这基于降低的可用性，所述可用性仍然能够为98％。

作为馈送装置工作的变换器或变流器也能够被视为另外的消耗器。如果所述另外的消耗器没有被充分利用，那么其比在完全利用的情况下相应更少地消耗。与完全利用的这种差异也能够用作为可控的消耗。为此，多个风能设施的一个或多个变流器例如能够通过相互补偿的无功功率提供来运行，即在statcom运行中运行。因此，每个现代风能设施能够使用大约100kw，其可用性为90％。在此，变流器和/或使用的线路于是分别是可控的消耗器。

也能够简称为叶片加热装置并且在上文中已经作为示例被描述的转子叶片加热装置作为另一消耗器被列举。因此，在现代风能设施中，每个风能设施能够根据工作点使用大约500kw，其可用性为98％。优选地，风电场设立为，实施根据至少一个上述实施形式的方法。优选地，风电场具有中央风电场控制单元，所述中央风电场控制单元包含馈送装置、测定装置、预测确定机构和/或供应机构或者与其通信或者设立用于这种通信，尤其具有相应的通信接口。

优选地，为了操控或协调可控的消耗器中的一个、多个或所有可控的消耗器的操控，设有中央消耗控制单元。所述中央消耗控制单元优选与中央风电场控制单元连接并且配备为用于从中央风电场控制单元接收总的消耗给定值，所述总的消耗给定值表示：可控的消耗器的消耗总共应降低的值。尤其，中央消耗控制单元为此具有用于与中央风电场控制单元通信的通信机构。替选地，中央消耗控制单元是中央风电场控制单元的一部分。

根据一个设计方案，消耗器中的至少一个构成为从外部可切换的消耗器，以便由风电场中的控制设备接通以功率消耗。这种消耗器可简称为可切换的消耗器。此外或替选地，消耗器中的至少一个构成为可从外部在其功耗方面可控的消耗器，以便由风电场中的控制设备控制，用于以在水平方面可设定的功率进行功率消耗。这种消耗器可简称为在水平方面可控的消耗器。在此，将所述消耗器能够从外部切换或控制理解为：消耗器不仅能够由其自身或者消耗器所安装在其中的设备切换或操控，而且消耗器由在风电场中的设备基本上从外部控制，并且所述控制就其而言在实际应用范围之外被切换或控制。

控制设备能够是中央风电场控制单元或消耗控制单元。因此，中央风电场控制单元例如能够一并承担这样的消耗器的所述切换和/或控制。

为了精确地设定由风电场馈送的功率的功率降低，可切换的消耗器能够由在水平方面可控的消耗器和风能设施关于其所产生的功率被相应地操控。

为了列举一个简单的示例：如果一个风电场产生并且馈送100kw的功率，并且然后必须将其馈送的功率降低200kw，那么所述风电场能够为此切换150kw的可切换的消耗器并且将所馈送的功率降低50kw。然后，馈送的功率从+100kw降低到-100kw，其中所述风电场产生50kw并且可切换的消耗器消耗150kw。

优选地，风电场具有至少一个能量储存器，以便至少暂时提供相对于通过风电场的风能设施产生的风功率的附加功率，以馈送到供电网络中。这种能量储存器也能够包含在风能设施中，或者所述能量储存器能够在风电场的多个或所有风能设施中分别设置这种能量储存器。在此提出，至少一个能量储存器配备为，可通过电网运营商根据请求降低附加功率。此外，所述能量储存器配备为，提供关于其状态的信息和/或关于在预测时间段中降低的功率的预告。尤其，所述能量储存器配备为，可将这样的信息传输给中央风电场控制单元。

因此，至少一个能量储存器不仅能够馈送附加功率，而且也能够根据请求通过电网运营商降低该附加功率，使得能量储存器能够以这种方式和方法提供负的调节功率，尤其是负的分钟调节功率。为此，所述能量储存器还能够提供关于其充电状态和其功率降低能力的相应的信息。因此可行的是，为了计算降低预测功率也能够一并使用所述能量储存器。

为此，能量储存器尤其具有相应的通信装置，以便与风电场中的相关设备或机构通信。尤其提出，实现与中央风电场控制单元的通信，所述中央风电场控制单元能够经由所述通信传输和进一步处理所涉及的信息。在通过电网运营商的降低请求的情况下，所述降低请求尤其能够从电网控制站传输给中央风电场控制单元，其中中央风电场控制单元于是能够将相应的降低信号传输给能量储存器。

优选地，风电场的可控的消耗器同样能够中央操纵，即尤其经由中央风电场控制单元和/或经由中央消耗控制单元和/或经由中央数据网络来操控。

根据本发明还提出一种根据权利要求17所述的风能设施。所述风能设施基本上或根据意义如上面的关于风电场的实施形式所描述的那样运行。

优选地，风能设施配置为用于在根据至少一个实施形式中使用上述风电场，和/或执行根据至少一个实施形式描述的方法或参与所述方法。风电场中的使用和在所描述的方法中的使用尤其表示：风能设施提供关于其运行和关于其消耗器的信息，和/或操控所述风能设施和/或其可控的消耗器，以设定要产生的功率或要输出的功率，或者能够接通和关断任何可切换的消耗器，即通过不是风能设施或消耗器的一部分的外部控制单元接通和关断。

附图说明

现在，在下文中根据实施形式示例性地参考附图详细阐述本发明。

图1示出风能设施的立体图。

图2示出根据本发明的风电场。

图3示出用于确定可供应的降低预测功率的结构。

图4示出用于控制风电场以提供负的调节功率的结构。

图5示出用于阐述可能的、馈送的、可用的或供应的功率的功率-时间图表。

图6示出类似于图5的功率-时间图表，但是具有对此的变型形式。

图7示出具有相对于图5和6进一步阐述的变型形式的另一功率-时间图表。

具体实施方式

图1示出具有塔102和吊舱104的风能设施100。在吊舱104上设置有转子106，所述转子具有三个转子叶片108和导流罩110。转子106在运行时通过风进入旋转运动从而驱动吊舱104中的发电机。

图2示出具有示例性三个风能设施100的风电场112，所述风能设施能够是相同的或者不同的。由此，三个风能设施100代表风电场112的基本上任意数量的风能设施。风能设施100的功率，即尤其所产生的电流，经由场电网114提供。在此，将各个风能设施100的分别产生的电流或功率相加并且通常设有变压器116，所述变压器将风电场112中的电压进行升压变换，以便随后在馈送点118处馈入到供电网络120中，所述馈送点也一般也称为pcc。图2仅是风电场112的简化的视图，其例如仅示出三个风能设施，尽管在风电场中通常存在多于三个风能设施。场电网114例如也能够不同地设计，其中在每个风能设施100的输出端处例如也存在变压器116，以便仅列举一个另外的实施例。

图2的风电场112借助于多个馈送装置230馈送到供电网络120中。在这种情况下，馈送装置230是风能设施100的一部分。每个馈送装置230例如能够是变频器，所述变频器产生相应的三相电流，然后所述三相电流经由变压器116馈送到供电网络120中。为了整体控制风电场112，设有中央风电场控制单元232。此外，设有测定装置234以测定预测功率，所述测定装置与预测确定机构236耦联。预测确定机构确定降低预测功率，并且所述降低预测功率能够通过供应机构238作为负的调节功率提供。术语降低预测功率和负的调节功率也能够同义地使用。测定装置234、预测确定机构236和供应机构238也能够组合成一个单元，这在图2中示出。

风能设施100的信息用作测定所述预测功率的基础以及用于确定降低预测功率，所述信息经由数据网络240传输，即尤其传输给测定装置234并且经由所述测定装置传输给预测确定机构236。在此测定的或确定的数据能够例如从供应机构238传输给中央风电场控制单元232。测定装置234和/或预测确定机构236和/或供应机构238也能够是中央风电场控制单元232的一部分。

尤其，所确定的降低预测功率于是能够从中央风电场控制单元232供应给电网控制站242。然后，当需要出现相应的电网支持的情况下，电网控制站242也能够请求负的调节功率。这同样能够经由与中央风电场控制单元232的通信来进行。在这种情况下，中央风电场控制单元232设置为用于，其于是能够相应地操控风能设施100或者预设相应的给定值。为此，所述中央风电场控制单元也能够使用数据网络240。附加地考虑：通过相应地操控风电场112中的消耗器来实现负的调节功率。这样的消耗器能够是每个风能设施100的一部分，例如在风能设施100中的通风器，所述通风器是本身已知的进而没有在图2中具体示出。但是，也考虑外部消耗器，对于所述外部消耗器在此示出外部消耗器244。通过中央消耗控制单元246实现操控以及尤其还有对消耗器的协调，以减小功率进而提供负的调节功率。所述中央消耗控制单元246为此也能够经由中央风电场控制单元232来操控，并且所述中央消耗控制单元246能够经由数据网络240操控消耗器，包括外部消耗器244。

图3在所示出的结构中尤其示出图2的预测确定机构236，所述预测确定机构在此作为预测确定块336示出。预测确定块336作为输入变量从天气预测、尤其预测的温度值或预测的温度变化曲线中获得，所述预测的温度变化曲线在预测确定块336中用作tw(t)。温度例如能够影响风能设施的预期的运行。在最不利的情况下，过低的温度会引起设施关断。在其它情况下，所述设施以降低的方式运行或者运行加热装置。

根据能够是天气预报的部分的风预报使用预测的风功率或预测的风功率的变化曲线作为另一个值，其在此作为pw,p(t)示出。

此外，使用预测不确定性pp(t)。所述预测不确定性尤其取决于天气预报的质量和边界条件并且能够作为概率分布给出。其结果通常为3％的值。这表示：当每四分之一小时提供3％的预测功率作为负的调节功率时，这能够以每四分之一小时值的99.98％的概率实现。3％的值能够是目前的常规值，但是如果尤其风的可预测性改善时，那么尤其能够提高该值，使得在此将预测不确定性设为输入变量。此外，对于风电场中的每个消耗器使用对其表征的消耗功率pl,n。特征功率pl,n尤其能够是其额定功率和/或其最大功率。所述值是特征变量并且原则上是固定值。为此，图3示出输入变量pl,n，但是所述输入变量仅代表每个消耗器的相应的功率。这通过下标n表示。因此，对于所考虑的每个消耗器使用这样的值。

此外，对于每个消耗器将可用性值vl,n用作相对值，尤其用作百分比值。这对于每个消耗器表示：是否以及以何种水平可用。所述值能够从0达到100％，其中0％表示消耗器不可用，而100％表示消耗器在其特征功率pl,n的整个水平上可用。

然后能够在预测确定块336中从所述值中确定最大可调节的功率，即在下述意义上：所述最大可调节的功率能够以99.98％的可靠性提供。这样的计算分别对于一段时间或4小时的时间块进行。然后，所述结果是与时间相关的最大可调节的功率pneg.min(t)，其对应于降低预测功率或者能够同义地称为降低预测功率。在此，最大可调节的功率表示：能够调节直至所述值。因此，被提供所述最大可调节的功率pneg.min(t)的电网运营商能够调节或请求调节到该值。但是，基于可靠性考虑并且尤其考虑到预测不确定性，其是能够被提供的最小功率。因此，例如在更好的预测的情况下或者当接受较低的可靠性时，能够提供更多的控制功率。

然后将所述最大可调节的功率pneg.min(t)输送给供应块338，所述供应块338于是能够将所述调节功率提供给电网运营商或者能够销售所述调节功率用于电网支持。在这方面，也可称为销售块的供应块338涉及负的调节功率的销售。

图4阐述，当实际也请求这样的负的调节功率时，如何对所请求的负的调节功率的满足进行协调。为此设有协调块450。所述协调块包含功率值pm作为输入变量以及值pa，所述功率值表示：风电场总计能够产生和馈送多少功率，所述值pa表示：风电场应调节多少功率，即风电场应少馈送多少功率。这两者都是分别与风电场整体相关的值。

协调块450于是对于每个风能设施计算待由其产生和馈送的功率pw,n以及由于在相应设施处的消耗而待消耗的功率pl,n。在此，协调块450尽可能考虑在所产生的功率和所消耗的功率之间的最佳组合。这些结果，即要由每个设施产生和馈送的功率pw,n和要由每个风能设施消耗的功率pl,n然后被传输给相应的风能设施400并且代表于此仅示出一个风能设施块块400。但是实际上，在协调块450中输入两个变量，并且所述协调块再次输出2·n个变量。

图5示出功率-时间图表，其中能够通过风电场产生和馈送的功率pwp与时间相关地示出。所述图表就此而言示出用于所考虑的整个风电场的功率pwp。在纵坐标上，还将可用的消耗功率pv作为负的分支给出，但是其仅在图6和7的修正图表中从变得重要。本图表同样适用于图6和7的图表，本图表示出在四小时内的时间片段，进而示出在原则上能够提供负的调节功率的时间段内的时间片段。但是，原则上也能够对于更长的时间段，例如24小时，示出预测以及预测功率和降低预测功率。但是，在此这种预测时间段优选被分成多个4小时的段。在24小时的情况下，该区域因此被分成六个区域，每个区域四个小时。

当前的图表借助于点线图示出预测功率pw,p的可能性。所述预测功率pw,p取决于天气预报，尤其取决于风预报。在时间点t1，预测功率pw,p具有负值，其绘制为pw,p,min。可销售的负的调节功率的计算从该预测功率的最小值开始。这种可销售的负的调节功率pnr例如作为最小预测功率pw,p,min的3％计算。因此，可销售的负的调节功率也对应于降低预测功率。为了图解说明，于是在图5中，实际可用于馈送的功率pm作为实线绘制。在此，可销售的负的调节功率pnr作为移位图解说明，即实际可用的功率pm相对于虚线示出的以降低方式馈送的功率pmr的下降。相应地，实际可用的功率pm距在电网支持请求的情况下以降低方式馈送的功率pmr的间距是可销售的负的调节功率pnr。在所示出的示例中，所述间距应具有最小预测功率pw,p,min的3％，并且仅为了更好的显示在该视图以及下一视图中放大地示出。

为了图解说明，图5示出下述特殊情况：实际可用的功率pm在时间t2处下降到其仅还具有可销售的负的调节功率pnr的值。实际上，所述负的调节功率pnr被选择为所描述的最小预测功率pw,p,min的3％，以便以99.98％的可靠性排除：实际可用的功率pm在四分之一小时区间中更低地下降。通常，实际可用的功率pm当年仅下降到所考虑的15分钟区间的0.02％内，并且以降低方式馈送的功率pmr也在四分之一小时的0.02％内接近零线。

在任何情况下，可用的功率pm的最小值与最小预测功率pw,p,min的间距或差值被认为是预测误差fp。因为能够出现大的预测误差，所以相应保守地计算可销售的负的调节功率pnr。为此，图5应图解说明：虽然实际可用的功率pm的这种非预测的大幅下降，但降低的功率pmr仍然不会变为负的。这就是为什么经常选择已经阐述的保守的3％的因数的原因。

为了图解说明，绘出虚拟的要馈送的功率pmf。所述虚拟的馈送功率pmf是实际可用的功率pm移位或下降最小预测功率pw,p,min的完整值。这图解示出下述情况：对于相同的情况，最小预测功率pw,p,min已直接用作为可销售的负的调节功率，即，不是其3％，而是100％。那么在这种情况下，如果要求这样的大的调节功率，那么降低的可馈送的功率具有虚拟的馈送功率pmf的值。可容易地看出，在这种情况下，要以降低方式馈送的功率将变为负的，进而不能通过降低所馈送的功率来实现，因为所馈送的功率能够仅降低到零值。

相应地，所述负的功率或功率的负的份额不可销售，并且为了图解说明，将所述值相对于虚拟的馈送功率pmf在时间t2处作为距零轴的间距绘出。所述不可销售的负的调节功率作为pnrn绘出。

关于该解决方案，现在根据本发明已经认识到并且提出：也考虑在风电场中的消耗器的消耗功率。在图6中绘出可靠地可用的这种消耗功率pls，其在其它方面与图5相对应。在此，为了简单起见，将可靠地可用的消耗功率pls作为水平线绘出。但是实际上，由于上文也已经阐述的原因，可靠地可用的消耗功率也能够波动。但是，与预测功率pw,p相比，在可靠地可用的消耗功率pls的情况下的波动可以是低的。在此替选地，也能够假设可靠地可用的消耗功率pls的恒定值，即当假设发生波动时，对于所考虑的4小时时段的在量值方面的最小值。

图7现在阐述，所述可靠地可用的消耗功率如何能够改善可销售的负的调节功率，即，使其在量值方面能够增大。这能够如下图解说明：降低的、可馈送的瞬时功率pmr能够以可靠地可用的消耗功率pls的所述值移位，即结果为，使得这样改变的、降低的、可馈送的瞬时功率pmr’影响目前可靠地可用的消耗功率pls。由此产生显著提高的可销售的负的调节功率pnr’，其对应于图3的结构图的负的调节功率pneg,min(t)。这在图7中表明，但是没有时间相关性。时间相关性尤其应理解为，对于不同的4小时时段，所述值能够显现为不同的。但是，图7示出仅一个4小时片段，并且对于该4小时片段，该可销售的负的调节功率pneg,min被设定为恒定值。

结果是，不可销售的负的调节功率pnrn’因此在量值方面也小于图5的情况。

已经认识到，由于预测误差，实际的馈送会低于预测的馈送。同样内容适用于可用的负的调节功率，因为所述负的调节功率取决于馈送。

所提出的解决方案是特别重要的，以便这种风电场适合用于提供调节功率。

对于包括风电场在内的发电厂的资格预审，为了提供调节功率，必须证明可用的进而可自发调节的功率。为此，常常要求99％或者甚至99.98％的可靠性。因此，为此必须定期证明其为99％或99.98％的可靠性，使得也能够提供所供应的调节功率。能够供应和支付这种调节功率，其中经由所供应的调节功率确定支付。因此，不取决于所调用的功率，而是取决于所供应的功率。

根据目前的预测质量，预测的馈送功率的仅大约3％能够也作为调节功率供应，这从对预测误差的概率的考虑中产生。

已经认识到，通过运行风能设施或风电场的内部消耗器，能够明显提高要供应的调节功率的量。

在一个示例中，代替作为额定功率的3％计算的-126kw，如果能够附加地考虑通过可控的消耗器的766kw(-4200kw*0.03-766kw)，能够供应进而销售(-4200kw*0.03)-892kw。

为此提出，第一技术装置为此在考虑天气、风预测和负载的情况下确定在相应的时隙内最小的可靠调节功率。

另一技术装置控制风电场中的各个设施和消耗器，以实现调节功率请求。通过用于组合分立的消耗器和可控的馈送的方法可行的是，能够跟踪，即实现所要求的负载变化曲线。