用于运行风能设备和/或风电场的方法和调节和/或控制装置以及风能设备和风电场的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于运行风能设备和/或风电场的方法，所述风能设备和/或风电场用于将电功率馈入到供电网络中，其中输出功率、尤其有功功率和/或无功功率借助于调节和/或控制装置的至少一个功率调节模块来调节，其中提出：预设功率调节输入值并且根据所述功率调节输入值确定功率调节输出值以及输出功率调节输出值，并且此外提出：在检测时间段期间检测风能发生装置的输出功率的时间变化，以及在检测时间段期间检测供电网络的电网电压的时间变化，其中在检测时间段期间检查：输出功率和所述电网电压是否具有振动变化。根据本发明提出：具有周期(T)和幅度(A)的振荡与所述振动变化相关联，并且确定：振荡在检测时间段期间连续进行并且在此不减小，以及输出用于以信号的方式报告加强振动状态的信号。
【专利说明】
用于运行风能设备和/或风电场的方法和调节和/或控制装置以及风能设备和风电场
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于运行风能设备和/或风电场的方法和一种用于运行风能设备和/或风电场的调节和/或控制装置。此外，本发明涉及一种风能设备和一种风电场。
【背景技术】
[0002]—般而言，风能设备和/或风电场能够定义为风能发生器，即用于从风能中产生能量的能量发生设备，所述风能发生器尤其构成用于将电功率馈入到供电网络中。
[0003]将电能馈入到供电网络，例如欧洲联合电网或者美国电网中通常是已知的。在此，接下来将供电网络理解为如通常实施的交流电网。这不排除在电网中存在直流电压部段。同样，在任何情况下与频率不相关的方面基本上也能够涉及直流电网。历史上借助于大型发电站进行向供电网络的馈电，所述大型发电站从初级能量例如煤、核能或者燃气中而驱动同步发电机。根据同步发电机的极对数和同步发电机的转速，该同步发电机以特定的频率向供电网络中馈电。能够在控制方面影响同步发电机，以便例如调节功率。但是这种调节过程会是缓慢的。在待馈电的供电网络中的情况改变时，同步发电机的物理反应通常在任何情况下短期地影响电网状态的改变。当供电网络不能够完全地接收由同步发电机提供的或者可由同步发电机提供的功率时，例如提高同步发电机的转速。由此过剩的功率随后将同步发电机加速，这在馈电频率提高时可以观察到。相应地，供电网络中的频率能够提高。
[0004]通常已知的是，借助于风能设备产生电功率并且馈入到供电网络中。对于通过分散式的发生单元、如尤其风能设备馈入电能而言，电网的稳定性损失的问题、即所谓的失稳(所述失稳在德语中在业界也称为“Loss of StabiIity稳定性损失”并且简写为“LOS”)基本上是未知的。虽然自2000年中期起首次提出如下建议:风能设备也可用于电网的电支持，然而这不考虑稳定性损失的原因，尤其这不考虑因向供电网络馈电而引起稳定性损失的原因。
[0005]电网稳定性的损失、即供电网络的稳定性的损失能够导致进行馈电的能量发生器的切断。这种稳定性损失(LOS)描述了物理性质的过程，所述过程不再允许继续运行并且必须通过切断来终止。将电网稳定性的损失(LOS)理解为如下现象，其中首先失去角度稳定性，这最后会导致电压稳定性的损失。在发电厂的情况下，其功率随后失效从而会导致所谓的不足功率的逐步上升。
[0006]作为稳定性判据尤其确定待达到的过电流，所述过电流必须能够在出现稳定性损失的情况下提供。这以系统的相应的设计为前提。新型发电厂或者这类的能量发生器、尤其要新构建的发电厂由此与供电网络相协调，如在电网联接点处所示出的那样，其中发电厂应连接到所述电网连接点处。能够证实有问题的是，也在构建风电场或者这类风能发生器期间也遵守这种基本的协调措施，所述风电场或风能发生器就此而言仅部分地处于运行中。
[0007]US 2007/0085343 Al例如公开了一种用于根据系统参数的改变来控制风能设备的方法，其中所述系统参数用于运行供电网络。在此，风能设备相对于额定运行以更高的输出功率运行以向供电网络进行输出。参考US 2007/0085343 Al的图3，描述了如下可行性:补偿供电网络的系统频率的振荡作为负载失效的结果。
[0008]WO 2011/000754 Al公开了一种用于检测三相的交流电网的电变量的方法，所述交流电网具有第一相、第二相和第三相，所述方法包括下述步骤:分别测量电压值;转换电压值；以及重复测量和转换。这有益于尽可能精确地并且及时地检测尤其供电网络的电压。
[0009]德国专利商标局在在先申请中检索了下述现有技术:WO 2013/102791AUW02011/000754 AUUS 7,639,893 B2、US 2007/0085343 Al和DE 102011 086988 B3。
[0010]示意性地在图1中示出风能设备，即单独的风能发生器，所述风能设备经由为其所设置的电网联接点(所述电网联接点部分地也称为连接点或者馈电点)连接到供电网络上以馈入电能。
[0011]日益在风电场中架设多个风能设备来替代运行单独设备，所述风电场能够将相应大的功率馈入到供电网络中。基本上，将风电场理解为多个风能设备，但是至少是两个风能设备，所述风能设备经由唯一的电网联接点连接到供电网络上以馈入电能。这种风电场示意性地在图2中示出，并且其特征尤其在于共同的电网联接点，风电场的所有风能设备经由所述电网连接点向供电网络馈电。尽管风电场(随后也称为混合场)也能够包括具有各单独的电网连接点的各个风能设备，混合场也能够包括多个风电场和多个单独风能设备。
[0012]风电场与单独风能设备相比不仅能够向供电网络馈入相对高的功率，而且所述风电场基本上具有相应大的调节电位以稳定供电网络。就此而言，例如美国申请US 7,638,893提出:例如供电网络的运营商能够给风电场提供功率预设，以便降低待馈入的场功率，以便由此对于其供电网络而言获得另外的控制可行性。这种调节介入在此根据风电场的大小能够是弱的。所述调节介入此外由于如下事实会是难以操作的:风能设备还有风电场是分散式的发生单元，因为所述风能设备和风电场通过运行相应的供电网络的方式相对大面积地在一个区域之上分布。
[0013]此外，在一些国家中，例如在德国寻求:通过可再生的能量发生器、如风能设备取代立常规的大型发电站，尤其核电站。但是，在此存在如下问题:随着切断和“从电网中断开”大型发电站也失去其稳定电网的作用。剩余的或者要新添加的能量发生单元由此需要至少考虑稳定性的这种改变。问题是，即使在风能设备向电网馈电时或者在风电场向电网馈电时，用于构建稳定电网作用的反应时间可能是缓慢的。这基本上是挑战性的，因为风能设备或者风电场是与当前的供风相关的风能发生器，即功率发生器。此外，如果仅提供一种迅速地对当前的风情况作出反应的受限的可行性，那么这妨碍稳定电网作用的实施或者使其变得困难。
[0014]首先，应区分风能设备本身或者风电场本身的存在问题的情况和之前提到的电网稳定的问题。这不仅适用于有问题的风况而且在风电场的构建阶段期间格外适用。其示出:(如基本上在每个具有受控系统的控制和调节系统中)用于风能设备的控制和调节设备在运行条件过控的情况下会倾向于促使风能设备输出不合理的功率、尤其产生振荡的功率输出。这能够具有不同的原因，但是通常归因于如下状况，在所述状况中能够基于用于风能设备或风电场本身的控制和调节装置之间的不协调的匹配和不利协调的匹配。会有问题的是，整体上风能设备(一方面)在避免不期望的因控制和调节引起的紧急状态下运行，(而另一方面)风能设备的控制装置和调节装置针对稳定电网的作用设计，所述稳定电网的作用必要时能够位于额定运行之外。就此而言，一方面风能设备的稳定电网的运行方式的问题范围并且另一方面控制和/或调节装置的不利(因为尤其易受振动影响)的状态的避免虽然在原因和作用方面进行区分，然而它们也能够互相影响。
[0015]期望的是，实现风能发生器的、尤其风能设备的和/或风电场的尽可能可靠的功率输出；也在基本上尤其关于调节状况较不利的范围中，例如在额定运行之外或者在仅部分地制成的但是已经部分地运行的风电场的情况下实现。即便在该背景下，期望的是:具有进入供电网络中的输出功率的稳定电网的措施。
[0016]期望的是如下解决方案，借助于所述解决方案能够改进风能发生器、尤其风能设备和/或风电场，改进对供电网络的支持;这能够用于实现尽可能稳定的供电网络和/或在有意的且期望的调节和控制状态的范围中运行风能发生器;尤其即使当调节和控制装置以及风能发生器尚未优化或者要彼此协调时也如此。
【发明内容】
[0017]本发明的目的是，提出一种设备和一种方法，所述设备和方法至少解决上述问题中的至少一个。至少应提出一种关于该领域中迄今为止的方法途径的替选解决方案。本发明的目的尤其是，提出一种设备和一种方法，借助所述设备和方法以改进的方式至少监控、尤其调节和/或控制风能设备和/或风电场的输出功率。特别地，本发明的目的是，改进一种设备和一种方法，使得能够一方面以可靠的方式相对精确地调节输出功率。特别地，由此应提供对剧烈的风况和/或风能设备的和/或风电场的运行状态的改进的反应时间；此外，这尤其用于以改进的方式实现稳定电网的作用，尤其在任何情况下不限制或仅不显著地限制该作用。但是优选地应有利地设计风能发生器的对此有意义的功能变化或者其参数化。
[0018]关于所述方法的目的根据本发明通过根据权利要求1的方法实现。
[0019]本发明的设计也针对于根据权利要求13的调节和控制设备。
[0020]关于所述设备的目的根据本发明借助于根据权利要求15的风能设备来实现并且关于所述设备的目的根据本发明借助于根据权利要求16的风电场来实现。
[0021]本发明基于一种用于运行风能发生器、尤其风能设备和/或风电场的方法，所述风能设备和/或风电场用于将电功率馈入到供电网络中，其中输出功率、尤其有功功率和/或无功功率借助于调节和/或控制装置的至少一个功率调节模块来调节和/或控制，所述方法具有下述步骤:
[0022]-预设功率调节输入值并且从功率调节输入值中确定功率调节输出值以及输出功率调节输出值，其中，
[0023]-在第一检测时间段期间检测风能发生器的输出功率的、尤其无功功率的时间变化，以及
[0024]-在第二检测时间段期间检测供电网络的电网电压的时间变化，其中
[0025]-在检测时间段期间检查:输出功率和电网电压是否具有振动变化。
[0026]此外，根据本发明提出:
[0027]-将具有周期和幅度的振荡分配给振动变化;并且
[0028]-确定:振荡在检测时间段期间连续进行并且在此不降低，以及
[0029]-输出用于以信号的方式报告加强振动状态的信号。
[0030]第一和第二检测时间段有利地是相同的时间段。风能发生器有利地是风能设备、尤其是单独风能设备，和/或风电场。一般将振动变化能够理解为具有重复的、波动的或者相同的幅度的变化。将振荡更狭义地理解为如下振动，所述振动能够至少部分地分配有固定的周期或者必要时能够分配有变化的周期和必要时可变的幅度。
[0031]本发明基于如下考虑:基本上有利的是:设有第一和/或第二检测时间段，所述第一和/或第二检测时间段如果其不持续地存在的话、却仍在任何情况下都在时间上受限制，在所述第一和/或第二检测时间段的时间窗期间检测风发生器的输出功率和供电网络的电网电压。检测风发生器的输出功率和供电网络的电网电压有利地已经出于风能发生器的功率调节和/或功率控制的原因而进行。有利地，也出于监控电网稳定性的原因进行检测。优选的功率调节、尤其与电网频率相关的功率调节的实例在对附图的描述中阐述。
[0032]本发明基于与如下考虑:在风能发生装置的输出功率的情况下出现振动变化在任何情况下都是存在调节装置的可能不期望的不稳定性的标志，和/或在电网电压的情况下振动变化的出现在任何情况下都是存在供电网络的可能不期望的电网不稳定性的标志。为了运行风能发生器、即尤其为了运行风能设备和/或风电场或者其它用于从风能中产生能量的其他设备，根据本发明的认识，对于运行而言，例如关于调节器的参数设置或者关于对何者进行控制和/或调节的说明方面，在出现振动变化的情况下有利地对于运行需要更可靠的规定。基本上，振动变化也能够在不存在上述不稳定性的情况下出现;振动变化例如能够正常地由于波动的风况或者有意的功率要求而出现，或者简单地作为寄生的或其他的不需要调节的振动而出现。这种或者其它就此而言无关紧要的振动变化依照根据本发明的认识在风能发生器的运行方法的范围中可不予考虑。
[0033]基于该认识，根据本发明提出:振动变化分配有具有周期和幅度的振荡，并且为此确定:一方面振荡在检测时间段期间连续进行，并且在此另一方面不减小。当满足上述两个标准时，输出如下信号，所述信号以信号的方式报告加强振动状态。第一和第二检测时间段或者在其中所限定的检查时间段能够以应用特定的方式来选择。
[0034]上述第一标准基于如下认知:也能够提供非周期性的振动变化，所述振动变化根据本发明的设计当前能够在用于运行风能发生器的方法或者风能发生器的控制和调节的范围中被视为是不重要的，其中根据所述第一标准能够将具有周期和幅度的振荡分配给振动变化。本发明基于如下认知:就此而言，仅八个振荡(即在检测时间段期间或者在任何情况下在相关的检查时间段期间通过周期和幅度来表征的振动)代表振动变化，所述振动变化指示不期望的不稳定性。本发明在此可由如下考虑来指导:最后应在运行方法的范围中调节加强振动加强振动表现。基本上在此同样可行的是，具有特定幅度的确定的周期性的变化经受一定的方差;也就是说，周期能够具有在一定带宽之内的变化，尤其当所述变化遵循特定的规则时一一这指示系统衰弱，所述系统衰弱能够引起振荡增强表现。就此而言，需排除这种振动变化，所述振动变化是纯统计性质的，而在其在任意小的时间段期间的变化中无法识别到周期性的特性。
[0035]本发明还基于如下认知:振荡的幅度因此基本上能够是任意小的；但是当确定振荡在检测时间段期间连续进行并且在此不减小，尤其其幅度在此不减小时，这表示系统衰弱，所述系统衰弱引起振荡表现。
[0036]基本上，在供电网络处连接和运行大型发电站的认知、经验或者其它知识无法转用于风能设备，包括具有多个风能设备的大的风电场，所述风能设备连接到供电网络上以进行馈电。将发电站连接到供电网络上并且要在其上进行操作的负责的技术人员已经不同于将风能设备连接到供电网络上并且要在其上进行操作的技术人员。风能设备(和下述中的许多也适用于其它分散式的发生单元)与风相关从而必须考虑波动的能量源;所述能量源通常不借助于直接与电网耦联的同步发电机向供电网络馈电，而是使用基于电压的逆变器;所述能量源具有与大型发电站不同的数量级，其中其额定功率通常比大型发电站的额定功率低大约三个数量级;所述能量源通常经受其它的政治法规，所述政治法规通常为所述能量源保证能够通过供电网络的运营商降低功率;所述能量源通常分散式地架设;所述能量源通常向中压电网馈电，而大型发电站通常向最高压电网馈电。
[0037]本发明的这些和其它有利的改进方案能够从从属权利要求中得出并且详细地说明如下有利的可行性:在改进方案的范围中并且在说明其它优点的条件下实现本发明的设
i+o
[0038]之前提到的第二标准，即振荡在检测时间段期间连续进行并且在此不减小，可尤其借助于改进的措施以尤其优选的方式来检查。在一个优选的改进方案的范围中，可行的是，说明用于变化的其它标准。特别地，识别到超出下部的阈值幅度已经能够足以:当振荡持续足够长时以信号的方式报告加强振动加强振动状态；即使当幅度在所述时间内不应下降时也是如此。
[0039]特别地，识别到超出上部的阈值幅度就已经能够足以:以信号的方式报告加强振动加强振动状态，尤其与振荡的持续时间不相关地和/或与振荡的上升或者下降表现不相关地以信号的方式报告。
[0040]基本上，也在存在上升的幅度的情况下，也能够与其大小或者斜率梯度或者振荡的持续时间不相关地识别到加强振动加强振动状态。即使在幅度恒定的情况下也能够识别到加强振动加强振动状态，必要时能够在幅度恒定的情况下设置其它条件，例如如下规定:应在于最小时间段之内存在恒定的幅度。
[0041]在一个尤其优选的改进方案的范围中，提出一种相应的识别算法，即识别振荡的增加的幅度、恒定的幅度或者减小的幅度。加强振动加强振动状态的信号仅在幅度渐增或者恒定的情况下输出。
[0042]示例性地需要指出的是:为此关于此点上参照要增加的电网电压变化，所述电网电压变化具有高于额定电压的电网电压幅度并且自一定时间点起逆转至自发地发生振荡；该振荡一方面能够具有固定的周期而另一方面能够具有以高的梯度并且直至超过上部的阈值幅度的方式提高的幅度。
[0043]在一个尤其优选的改进方案的范围中提出，检查振荡的至少一个、优选多个下述参数，其中所述参数选自:振荡的幅度、振荡的周期、振荡的幅度的梯度变化、周期的方差、周期的增加、周期的减小、周期的改变的梯度、振荡长于极限时间的持续、振荡的频率、振荡的频率宽度、振荡的频率幅度。
[0044]此外优选地，确定述周期是否在检测时间段期间具有位于周期范围之内的周期值。换句话说，优选确定:周期是否位于周期范围之内并且与周期下限值和周期上限值相同或者位于其间。优选地，周期范围的周期下限值位于0.05s和0.5s之间。优选地，周期范围的周期上限值位于1s和30s之间。所述改进方案已经认识到:仅位于周期范围之内的周期长度能够可靠地识别为指示出不稳定性的这种周期长度。所述改进方案在此使用出自风能发生器的调节的经验值。
[0045]优选地，此外确定，周期在检测时间段期间、尤其在极限时间值期间尽可能持续并且尤其保持周期值优选在周期范围之内。简而言之，应确定:振动是否是具有尽可能固定的周期的振荡，所述周期位于特定的方差内，但是在任何情况下具有如下周期，所述周期(遵循规律性)是恒定的、增加的或者减小的。由此能够相对良好地在任何情况下都排除存在静态的或者寄生的振动情况。优选地，能够记录时间变化的频谱，以便确定:是否存在预设的频率区间内的特定的频率和/或幅度足够的特定的频率和/或具有宽度位于特定的带宽内的特定的频率。
[0046]此外，以证实有利的是，振荡的幅度在检测时间段期间具有高于阈值幅度的幅度值。如果振荡设有如下幅度，所述幅度强至使得其超出阈值幅度，那么有利地得出不稳定性的结论。附加地，能够确定:振动的幅度在最小时间段期间是否高于下部的阈值幅度;在所述情况下甚至在幅度值低于上部的阈值幅度时也能够得出振荡增强表现的结论。对于类似的分析也能够仅设有唯一的阈值幅度值，在超出所述阈值幅度值时得出振荡增强表现的结论。
[0047]特别地，已证实有利的是:附加地确定:幅度在检测时间段期间具有如下幅度值，所述幅度值增加或者必要时是恒定的。例如能够确定，振荡的包络线的梯度是正的。基本上尤其优选的是，当梯度位于幅度梯度之上时，优选振荡以相对高的幅度和/或快速地、即以尚的幅度梯度提尚时，识别出振荡增强表现。
[0048]优选地，一方面风功率的、优选输出功率的、尤其有功功率和/或无功功率的周期区间和/或阈值幅度，并且另一方面电网电压的周期区间和/或阈值幅度不同地确定。特别地，证实有利的是:用于识别风功率的振荡增强表现的参数与用于电网电压的参数相比更窄地设置。这些规定一方面基于借助于用于风能设备的控制和调节系统的经验，相比另一方面基于借助于供电网络的电网特性的经验。
[0049]调节和控制方法尤其提出:在信号显示出加强振动加强振动状态之前，排除寄生的和/或正常的加强振动加强振动状态、尤其输出功率的振动状态，优选无功功率和/或有功功率和/或电网电压的振动状态。对此已证实有利的是，附加地设有排他的检查询问，所述检查询问能够正确地识别出已知的和常规的状态。这具有如下优点:即使在存在所有之前提出的标准的情况下，特定的紧急情况不引起以信号的方式报告。
[0050]在一个优选的改进方案的范围中，在存在显示加强振动加强振动状态的信号时改变调节和/或控制装置的和/或供电网络装置的调节参数。优选地，节制相应的调节参数。所述经验表明:在调节参数规定过高和/或过于靠近一定极限和/或具有过陡的斜坡的状况下，调节回路变得不稳定。优选地，例如能够降低用于匹配斜坡的梯度，以便更扁平地构成斜坡和/或能够按百分比减小调节环路的输出值和/或调节参数能够更低地设置和/或以距一定极限的进一步的间距来设置。这种措施和其它措施能够优选地实行，以便节制调节结果或者节制电网调节装置和/或风生产设备调节装置。例如，能够提供调节器的衰减装置和/或调节器和/或调节分量的限制装置，尤其能够提供调节器的I分量的限制装置。
[0051]优选地，检查输出功率的有功功率和/或无功功率。特别地，根据如下认知进行对无功功率的理论值的检查:无功功率适合于支持电网稳定性。在改进的情况下，优选保证:在任何情况下，输出功率的无功功率尚未由于过于剧烈地设置的调节而经受不规则性。在任何情况下，以这种方式能够借助于可靠的无功功率值支持电网稳定性。
[0052]在一个优选的改进方案的范围中，即使超出检测时间段也持续地监控、尤其测量输出功率和电网电压。必要时，也能够设置持续的检查过程，所述检查过程实际上在没有时间限制的情况下在振动变化方面检查输出功率和电网电压。
【附图说明】
[0053]本发明的其它细节和优点在根据附图的实施例中公开。现在在下面根据附图描述本发明的实施例。所述附图不必需按比例地示出实施例，更确切地说，用于进行阐述的附图以示意性的和/或轻微扭曲的形式构成。关于可从附图中直接获取的教导的补充，参照有关的现有技术。在此需考虑的是，能够实行涉及实施方式的形式和细节的多种多样的修改和改变，而不脱离本发明的普遍思想。在说明书、附图以及权利要求中公开的发明特征能够不仅单独地而且以任意的组合而对于本发明的改进形式是重要的。此外，由至少两个在说明书、附图和/或权利要求中公开的特征组成的所有组合落入本发明的范围中。本发明的普遍思想不受限于在下文中所示出的和所描述的优选的实施方式的精确的形式或者细节或者不受限于如下主题，所述主题与在权利要求中所要求保护的主题相比会受到限制。在所提出的尺寸范围中，位于所提到的极限之内的值也应作为极限值公开并且可任意地使用和要求保护。本发明的其它优点、特征和细节从接下来对优选的实施例的描述中以及根据附图得出；该附图示出:
[0054]图1示意性地示出风能设备；
[0055]图2示意性地示出风电场；
[0056]图3示意性地示出与例如图2的风电场结合的风电场控制装置；
[0057]图4示出具有调节模块的调节器的一般结构，所述调节模块尤其能够以参数化的方式尤其优选用作为输出功率调节模块(尤其有功功率调节模块或者无功功率调节模块)；这必要时在输出功率调节的范围中处于用于输出功率的内部的预设值确定之后；
[0058]图5示出以风能设备的额定电压归一化(1000= 100% )的供电网络的当前的电网电压的第一示例性的变化，其中识别到加强振动加强振动的振荡并且加强振动加强振动检测装置输出表示正识别的值“I” ；
[0059]图6示出以风能设备的额定电压归一化(1000= 100% )的供电网络的电网电压的类似地记录的第二示例性的变化，其中未识别到加强振动加强振动的振荡并且加强振动加强振动检测装置相应地示出表示负识别的值“O” ；
[0060]图7示出以风能设备的额定电压归一化(1000= 100%)的供电网络的电网电压的类似地记录的第三示例性的变化，其中仅在相对迟的时间点识别到加强振动加强振动的振荡并且加强振动加强振动检测装置相应地输出表示正识别的值“I” ；
[0061 ]图8示出以风能设备的额定电压归一化(1000 = 100% )的供电网络的电网电压的类似地记录的第四示例性的变化，其中在振荡幅度恒定但是保持得相对长的情况下再次识别到加强振动加强振动的振荡并且加强振动加强振动检测装置相应地发出表示正识别的值T;
[0062]图9示出用于图3的风电场的风电场控制和调节装置的基本结构，所述风电场具有风电场控制装置-组织管理单元和风电场控制装置-控制和调节模块以及联接在其上的风电场控制装置-测量和评估模块和风电场控制装置-加强振动加强振动检测装置；
[0063]图10示出在风能设备和/或风电场运行时用于实现优选的加强振动加强振动检测的方法流程，其中方法流程尤其可借助于图9的风电场控制和调节装置实现。
【具体实施方式】
[0064]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的转子106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。
[0065]图2示出具有示例的三个风能设备100的风电场112，所述风能设备能够是相同的或者不同的。三个风能设备100由此基本上代表风电场112的任意数量的风能设备。风能设备100经由风电场电网114提供其功率，即尤其所产生的电流。在此，各个风能设备100的分别产生的电流或功率相加，并且通常设有变压器116，所述变压器将场中的电压升压，以便随后在电网联接点118处馈入供电网络120中，所述电网联接点也一般称为PoC(Point ofConnect 1n连接点)。图2仅是风电场112的简化视图，所述视图例如不示出控制装置，尽管当然存在控制装置。风电场电网114例如也能够不同地构成，在所述风电场电网中，例如也在每个风能设备100的输出端处存在变压器，仅以另一实施例为例。
[0066]图3在具有多个风能设备WEA的风电场112的示意结构中示出关于风电场控制系统130的概览。风电场控制装置131是设置在上级的风电场控制和调节单元。该控制装置和/或调节装置的参考点是以方案特定的方式限定的参考点。通常，该参考点与风电场112在中压或高压电网、即供电网络120处的电网联接点118相同。通常，电网联接点118是变电站或者传输站。风能设备WEAi (在此i = I…4)中的每一个输出有功功率和无功功率P1、Qi (在此i =1- -.4)，所述有功功率和无功功率被输出到风电场电网114中并且作为总的有功功率和无功功率P、Q经由变压器116被输出给电网联接点118以输出到供电网络上。
[0067]风电场控制装置131在电网联接点118处具有用于电压和电流测量的可行性，如这还参考图9示出和阐述。
[0068]当前，风电场控制系统130由电网联接点118处的风电场控制装置131的中央单元(硬件和软件)以及SCADA风电场控制装置132形成，所述SCADA风电场控制装置也与电网运营商的控制室133以控制的方式连接。到风能设备WEAi的数据通信经由自身的数据总线、SP风电场控制总线进行。该风电厂控制总线并联于Scada总线构成。风电场控制装置131循环地请求各个风能设备WEAi的信息，并且对于风能设备WEAi (在此i = 1...4)中的每一个而言必须将这些信息预留在存储器中。
[0069]能够确定风电场控制装置131和SCADA风电厂控制装置132之间的优先级。风能设备100能够在没有设置在上级的控制装置或调节装置的情况下在电网联接点118处馈电。当然，两个设置在上级的风电厂控制装置和/或调节装置131、132已证实是可行的。因此，对于馈电而言存在不同的组合。针对不同的功能的设置则在风能设备100的控制电路板上借助于输入设备、例如触摸板或者PC来执行。如果设置在上级的风电场控制装置和/或调节装置中的任何一个都不被激活(例如风电场控制装置131或者SCADA风电厂控制装置132)，那么使用永久地固定在控制电路板中的预设值。如果使用风电场控制装置和/或调节装置，那么该风电厂控制装置和/或调节装置必须经由控制电路板上的参数来激活以作为设置。从这些设置中产生四个不同的组合:
[0070]-没有场调节
[0071]-风电场控制装置(和/或调节装置)131
[0072 ] -SCADA风电场控制装置(和/或调节装置)132
[0073]-风电场控制装置(和/或调节装置)131和SCADA风电场控制装置(和/或调节装置)132。
[0074]设置在上级的控制装置/调节器能够影响至少三个不同的重要的变量:
[0075]-设备的最大有功功率(Pmax)，
[0076]-无功功率，对此也包括控制，如从“Q到P”的控制
[0077]-和频率维持功率，(这是在频率调节装置激活的情况下)。
[0078]在每个风能设备100中安装有接收单元，所述接收单元在此称为风能设备接口103。风能设备接口 103是风能设备WEAi中的风电场控制装置131的接口。使用风能设备接口103的电路板作为每个风能设备WEAi的接收接口。所述风能设备接口接收由风电场控制装置131预设的理论值，转换所述理论值，并且将信息进一步提供给风能设备WEAi。该风能设备接口 103接收风电场控制装置131的操控变量，并且将这些操控变量转发给风能设备WEAi。此外，所述风能设备接口承担对风电场控制装置总线113的数据通信的监控，并且在数据总线受干扰时或者在风电场控制装置131失效时安排预设模式:必要时借助于在图9中进一步示出的风电场控制装置-组织管理单元131.1来安排。
[0079]风电场控制装置131在电网联接点118处测量电压U和电路I，必要时借助于在图9中进一步示出的电网测量单元920来测量。风电场控制装置中的具有模拟的输入端和微处理器的控制电路板、尤其控制单元131.2分析电网并且计算相应的电压、电流和功率。
[0080]风电场控制装置131提供一定的工作范围，所述工作范围能够借助于相关的硬件技术来设置风电场或硬件参数。所述设置中的一些例如涉及关于低电压水平、中间电压水平和/或高电压水平上的额定电压和/或额定电流的说明，场额定有功功率的说明、场额定无功功率的说明、电网频率的说明、场中的风能设备的数量的说明，以及特别功能的多样的设置、理论值预设和关于数据通信或控制的说明。
[0081]此外，能够确定下述参数，如:滤波时间常数、调节器-复位-选项、电网故障电压过低/电压过高、预设值斜坡;也能够限定如下极限值:该极限值一次性地可以作为预设值，或者例如也能够限定风能设备的最小功率和最大功率，以及限定针对无功功率、有功功率、相位角的输出值的限界，还有限定针对涉及电压、有功和无功功率、相位角的最大或者最小的理论值预设的限界值，以及限定针对外侧的理论值预设的限界值。
[0082]也能够执行风电场控制装置131的所有标准预设设置;对于每个预设值存在标准预设值。
[0083]调节器结构化成两个基本部分，其中每个调节器例如能够具有图4中的优选的调节器结构:
[0084]1.用于有功功率的调节和/或控制装置:有功功率调节器、功率梯度调节器、功率频率调节器、功率控制装置等。
[0085]2.用于无功功率的调节和/或控制装置:电压调节器、无功功率调节器、相位角调节器、特殊调节器、无功功率控制装置。
[0086]风电场控制装置131构造为，使得能够选择不同的调节器类型，尤其针对用于有功功率的不同的基本类型而言:
[0087]类型1:没有有功功率调节器(仅预设最大和/或储备功率)
[0088]类型2:有功功率控制装置(直接预设最大和/或储备功率)
[0089]类型3:与电网频率不存在频率相关性的有功功率调节器(没有P(f)_函数性)
[0090]类型4:与电网频率存在频率相关性的有功功率调节器(具有P(f)_函数关系)。
[0091]例如在图4中示出功率调节器的、尤其有功功率调节器的优选的结构。通常，调节器根据连续和不连续的特性来区分。最常见的连续的调节器包括“标准调节器”，所述标准调节器具有P特性、PI特性、ro特性和PID特性。具有模拟特性或者数字特性的连续的调节器能够用于线性的受控系统。P调节器具有所选择的增益；由于缺少时间特性，P调节器直接地进行反应，然而其使用是受限的，因为增益必须根据受控系统的表现来降低。此外，当在受控系统中不包含I元件时，阶跃响应的调节误差在调节变量瞬态振动之后作为“剩余的调节偏差”存在。本身已知的调节器是用于确定I分量的I调节器(集成的调节器，I元件)，其在I分量中的阶跃响应通过调节偏差在时间上的积分作用于具有除以再调整时间的加权的操控变量;增益于再调整时间成反比。恒定的调节差异从输出的初始值引导至输出的线性提高，直至其极限。I调节器由于其(理论上)无尽的增益是缓慢的且精确的调节器。所述I调节器不留下任何剩余的调节偏差，然而，仅能够设置弱的增益KI或大的时间常数。
[0092]已知的是，在大信号特性中的所谓的积分饱和效应(Wind-up-Eff ekt)。当在I调节器中操控变量通过受控系统来限制时，出现所谓的积分饱和效应。在此，调节器的积分继续工作，而操控变量不增加。如果系统偏差变小，那么在回程中产生操控变量的不期望的延迟进而产生调节变量的不期望的延迟。这能够借助将积分限制于操控变量极限的来对抗(抗积分饱和)。作为可行的抗积分饱和措施，I分量在达到输入变量限制时固定在最后的值上(例如通过隔离I元件)。如在动态系统内部的每个限制效应中那样，调节器随后表现为是非线性的。调节回路的特性能够通过数值计算来检查。
[0093]在PI调节器的范围中(比例积分控制器)，存在和具有时间常数的I元件的和P元件的分量。所述分量不仅能够从并联结构或从串联结构中限定。PI调节器在信号方面相对于I调节器作用为，使得在输入阶跃之后其作用以再调整时间向前移置。通过I分量确保稳态的精确性，系统偏差在调节变量瞬态振荡之后变为零。因此，在理论值恒定时不产生调节偏差:在稳态中在理论值恒定的情况下通过I元件使调节偏差变为零。也能够在与D分量组合的条件下形成PID调节器。D元件是微分器，所述微分器通常仅在与具有P特性和/或I特性的调节器结合作用为调节器。所述PID调节器不对系统偏差的水平做出反应，而是仅对改变速度做出反应。上升函数在D元件处产生恒定的输出信号。输出信号的大小与上升常数和微分系数的乘积相关。
[0094]风电场控制装置131在图4中的调节的基本原理如从图3中那样是电网测量，优选是在设置滤波时间常数下的情况下进行的电网测量。风电场控制装置131在电网联接点118处测量三个电网电压(相对于中性导体或地电势)和三个相电流。由此形成空间矢量，并且对应于电网质量进行滤波。该过滤器能够借助于滤波器时间常数和一系列参数来设置。基本的调节器结构能够使用所谓的模块，所述模块中的一个在图4中示出，如针对有功功率调节器的实例所提及的那样。多个依次链接的这种模块或其它模块随后能够形成对于相应的项目所需要的功能。所谓的预设值404(也就是“设置点”)优选是调节器的理论值。风电场控制装置131对于所有相关的理论值提供如下值，例如电压理论值、无功功率理论值、相位角(Phi)理论值、有功功率理论值、功率维持理论值、尤其与电网频率相关(P(f)函数)。
[0095]对于每个理论值而言，在风电场控制装置131中，尤其在图9的风电场控制装置-控制单元131.2中确定极限(最小最大值)。对这些理论值的预设能够直接在风电场控制装置131处预设或者经由外部的接口传输。为了借助于理论值预设来预设400预设值404，首先遍历一些阶段，直至所述值作为输入变量在调节器500的原本的调节模块501处提供。在理论值产生装置401处产生暂时的理论值，要么直接在风电场控制装置131处产生要么经由外部的理论值接口产生。该暂时的理论值遍历具有最大值和最小值的极限402(在此表示具有Pmax和Pmin值的有功功率)。这些理论值作为参数存储在风电场控制装置131中。从中产生的理论值遍历所谓的理论值斜坡403。理论值斜坡应防止突然的理论值改变。参数在风电场控制装置131中是固定预设的设置或值，所述设置或值仅能够在控制装置本身处设置。这些参数随后存储在控制装置上。所述参数用作为运行参数进而限定风电场控制装置131的特性从而限定调节器的特性。
[0096]随后，风能设备100根据理论输出功率503的预设从调节模块501中得到相同的操控信号(Poutput)。由此在502中的功率减小中首先对也刚好产生更多功率的设备进行限制。基本的调节器结构500即使在使用功能特定变型的或补充的调节模块时与图4相比也是基本相同的。输入变量(在此P-Soll(要么直接在风电场控制装置131处输入要么通过外部的接口预设)能够(在预设值确定400的范围中)以场额定功率(P-nominal)归一化。随后，检验限制402中的预设值的所设置的极限(这些极限作为参数Pmin、Pmax存储在风电场控制装置131中)。该理论值在理论值改变时不立即被采用，而是随着相应的理论值斜坡(所谓的“设置点斜坡”)403改变。斜坡斜率又是风电场控制装置131中的参数。所产生的值随后如所阐述的那样用作为用于具有调节模块501的原本的调节器500的预设值404;在此针对于有功功率的实例。在电网联接点118处回测的功率(PI s t)用作为调节模块501的实际变量。这些变量能够根据参数化来滤波。实际功率504也能够以风电场额定功率(P-nominal)归一化。用于根据图4的有功功率的(或者例如完全类似地用于无功功率的)调节器500的调节模块501为独立的模块，所述独立的模块能够由不同的调节器调用或者在其它调节器中能够用作为简化的模块。
[0097]图4的这种调节器结构和其它调节器结构不仅能够以之前提及的因调节器引起的卷紧的方式固有地变得不稳定而且能够以设备特定的方式变得不稳定;能预期的可行性在图5至图8中示出。为了识别风能设备和/或风电场的加强振动加强振动表现，首先监控电网电压。为了图解说明功能并且为了振动的故障评估，在图5至图8中示出实例。作为对此的反应，加强振动加强振动检测装置能够输出正识别“(I)”或者负识别“(O)”的相应的信号。就此而言，在图5至图8的中，信号“S01”、当前的电网电压以额定电压*1000( = 100.0%)归一化;信号“S00”表示相应的包络线，所述包络线连接振荡信号“S01”的幅度值。信号“S11”是出自加强振动加强振动检测装置的振荡分析的结果(识别出0 = 0K，I =振动)。
[0098]在图5中，电网电压在振动开始之前为1040( S卩4%的过电压)。在加强振动加强振动检测装置中，输出值“(I)”，这表示:识别出相对可靠地表示加强振动加强振动表现的振动。当识别到具有持续的周期的振荡时，(在图5的情况下还有在图7的情况下)识别到加强振动加强振动状态，其中对于所述振荡而言确定上升的幅度被确定。
[0099]这首先与幅度的绝对大小无关；随后，在根据图7的相对迟的时间点处，幅度超出下部的阈值幅度，使得在这种情况下随后也识别到加强振动加强振动状态并且输出相应的信号。图7示出具有低的频率的电网电压的非常缓慢加强振动加强振动的振荡。在加强振动加强振动检测装置中，输出值“(I)”；这表示，已识别到振动，所述振动相对可靠地表示加强振动加强振动表现。
[0100]图8示出在理论值改变之后的保持不变的振荡。在加强振动检测装置中，输出值“(I)”，这表示，已识别到相对可靠地表示加强振动表现的振动。在图8的实例的情况下，在理论值改变之后也识别到加强振动状态。在此存在的恒定的周期和幅度的情况下，已经能够根据振荡的持久的变化得出不期望的状态的结论。在当前情况下，还提供高于下部的阈值幅度的振荡幅度，使得能够可靠地以信号的方式报告加强振动状态。
[0101]图6另一方面示出在理论值改变(从0.95改变到1.04)之后严格参数化的调节器中的表现。在加强振动检测装置中，输出值“(O)”，这表示，已经识别到相对可靠地表示没有加强振动表现的振动;或者简单来说，未识别到振动。在图6的情况下，即使在超出下部的阈值幅度的情况下也未识别到加强振动状态，因为幅度变化的梯度是负的。
[0102]在此示例性地阐述的设计由此包含评估，在所述评估中识别振动是否增加、保持恒定或者衰减。急剧参数化的调节器例如在理论值改变时倾向于过度振动。图6的振动逐渐衰减从而不导致如下状况，所述状况会作为加强振动状态以信号的方式报告;更确切地说，根据图6的这种状态相对于图5、图7和图8中的状态是微不足道的。
[0103]图9详细地示出在图3中示出的风电场控制装置131，即具有风电场控制装置-组织管理单元131.1( “管理”)和风电场控制装置-控制单元(和/或调节单元)131.2( “控制”)的风电场控制装置。风电场控制装置-组织管理单元131.1组织管理不同的控制单元，例如SCADA控制装置或者EVU(能量供给企业)的控制装置133，所述控制单元尤其观察电网状态；就此而言，风电场控制装置-组织管理单元131.1负责不同的控制预设的优先权指定或者协调。原本的风电场控制装置-控制单元(和/或调节单元)131.2经由风电场控制装置-总线113获得风能设备WEAi(在此1 = 1……4)的风电场控制装置接口 103的信号，或者将信号输出给风电场控制装置接口 103。除此之外，风电场控制装置131当前具有多个调节模块，如原则上在图4中所示出的调节模块;即用于实行适当的如在上文中尤其参考图4所描述的控制和调节预设。这些控制和调节预设能够在调节器的仅有限制地提供的匹配于受控系统(风能设备)的情况下具有所提到的易受影响性或者对于加强振动过程的倾向性。这种在图9中示出的控制和调节模块901用于预设功率调节输入值并且用于从功率调节输入值中确定功率调节输出值以及输出功率调节输出值。
[0104]此外，风电场控制装置131具有测量和评估模块;这具有测量和评估模块902的多个单元。测量和评估模块902与此相对应地具有设备测量单元910和电网测量单元920，这两者与加强振动检测单元930在信号方面连接。设备测量单元910构成用于检测控制和调节模块901的实际值和理论值，并且将所述实际值和理论值输送给加强振动检测单元930。电网测量单元920构成用于在电网联接点118处测量电网电压U和/或电网电流I并且将相应的结果输送给加强振动检测单元930。
[0105]图10示意性地示出如下方法，借助于作为安全措施的所述方法能够将风能设备WEA(例如根据图1)和/或风电场(例如根据图2)的加强振动状态相对可靠地识别为真正的振荡;尤其如下振荡，所述振荡的原因在于耦联到供电网络120上的风能设备100和/或风电场112的运行方式。仅对于如下振动变化的加强振动检测装置的方面由当前的设计认为是尤其重要的，其中所述振动变化在耦联到供电网络上的风能设备和/或风电场中证实为加强振动的振荡。因为存在供电网络120本身的电压和/或电流的一系列振动现象，所述振动现象必要时可不通过风能设备100和/或风电场112的参数的改变或者节制来改变。就此而言，在用于加强振动检测的方法的当前的实施方式的范围中证实有利的是:这种寄生的或者正常的或者期望的振动状态为微不足道而保持忽略。
[0106]作为关于应用接下来所、阐述的用于加强振动检测的方法的尤其有特色的情况实例，或给出如下情况，其中风电场尚未建成或者在建成的状态下设有风电场控制装置131(例如根据图3)，应对其调节特性应进行测试。为此，风电场控制装置131的参数或者对风能设备的控制能够暂时提高或者更严格地设置。这引起相应的风电场控制装置131的改进的调节特性，使得在测试的范围中，能够尤其可靠地测试风电场控制装置131对供电网络120的现实条件的反应能力。然而，在常规的运行中，风电场控制装置131的这种过度严格地设置的参数设置证实是较不适合的并且其会导致具有振荡表现的调节现象，所述调节现象在当前的加强振动检测的范围中被检测到并且被消除。
[0107]1.供电网络120的电网电压U的振荡
[0108]电网电网U(尤其相间电网电压，根据空间矢量法)持续地借助于图9的加强振动检测单元930监控振荡表现。由此应识别，调节算法(电压调节器，无功功率调节器)何时变得不稳定。当调节器参数过度严格地设置时或者即使电网状态改变或者当理论值预设改变时，这可能会出现图5至图8的可行性的暗示。
[0109]用于识别振荡的算法根据图10观察电网电压的信号并且尝试识别加强振动。在此存在一定边缘条件，所述边缘条件优选应当根据在此所描述的设计存在:
[0110]-供电网络120中的电网电压的振荡应是周期性的；
[0111]-优选识别供电网络120中的电网电压在10ms和20s之间的振荡；
[0112]-供电网络12O中的电网电压的振动的幅度应超出一定值；
[0113]-供电网络120中的电网电压的振动应增加;衰减的振荡被忽略。
[0114]2.在风能设备(WEA)中无功功率(Q-Soll)的振荡
[0115]对振荡表现持续地监控风能设备WEA的无功功率理论值(WEA的理论值，出自风电场控制装置131的输出变量)。由此应识别:调节算法(电压调节器，无功功率调节器)何时变得不稳定。当调节器参数过度严格地设置时或者即使电网状态改变或者当理论值预设改变时，这可能会出现图5至图8的可行性的暗示。
[0116]原则上，能够使用与在电网电压U振荡的情况下所描述的类似的算法。然而在当前情况下，评估标准被不同地调整。也就是说，根据图10在此同样存在一定边缘条件:
[0117]-无功功率(Q-SolI)的振荡应是周期性的；
[0118]-优选仅识别无功功率在10ms和20s之间的振荡；
[0119]-无功功率的振动的幅度应超出一定值；
[0120]-无功功率的振动应增加;衰减的振荡被忽略。
[0121]-控制与在监控电网电压U时相比应是更强的。原因是，无功功率调节器应均衡可能的其它振动。
[0122]根据图10，能够在起始的方法步骤SO中激活加强振动检测装置;这尤其在之前描述的情况中证实是有意义的。特别地，由此能够避免，在激活的情况下在过渡为常规运行时节制风电场控制装置131的过度严格地设置的参数组或者转换为常规的参数组。
[0123]为此，在另一第一步骤SI中，在第一检测时间段期间检测供电网络120的电网电压U的时间变化。这当前在至供电网络120的电网联接点118处的测量S1.1的范围中进行。该检测措施对于如下情况情况而言证实是尤其有意义的:电网稳定性是相当弱的；在所述情况下，已确定的振荡在所述检测时间段期间已经会指示加强振动状态的强烈迹象。
[0124]在另一第二步骤S2中，风能设备WEA的有功功率Q作为在第二检测时间段期间的时间变化进行检测;优选地，第一和第二检测时间段一致并且有功功率Q和电网电压U同时被检测。特别地，已经指出:在步骤S2.1中在至风能设备WEA，100的风电场控制接口 103处检测无功功率Q-SOLL的理论值是有利的。这些措施的背景会是:当电网稳定性相对强时，振荡的确定对于加强振动状态而言证实是重要的。随后，振荡的无功功率指示调节器振荡，其加强振动表现应被消除。
[0125]其它步骤SI和S2的组合不仅包含弱的电网稳定性状况而且包含强的电网稳定性状况。换句话说，第一步骤SI针对于监控至供电网络120的电网联接点118处的振荡，而第二步骤S2针对于监控风能设备WEA本身处的振荡。这两个步骤S1、S2的组合监控振荡，如在风能设备100或者风电场112耦联在供电网络120上的情况下能够发生的振荡。电网电压U的和无功功率Q-SolI的这两个参数可在步骤S1.1和S2.1中相对简单地测量或者作为测量参数在正常调节的范围中就已经借助于用于风电场112的风电场控制装置131设置。由此，其已经以相对简单的方式提供并且能够用于其它方法。
[0126]在另外的第三步骤S3中确定输出功率和电网电压U是否具有振动变化，所述振动变化作为具有周期T和幅度A的振荡存在并且所述振荡在检测时间段期间能够表征为加强振动状态;也就是说所述振荡尤其不减小。
[0127]为此，在第一检查步骤S3.1中确定在检测时间段期间周期T和幅度A是否能够与振荡相关联。换句话说，确定:其究竟是否是相关振荡并且是否不仅仅是能够归入为振荡的稳态振动。为此必要时检查:已确定的周期T是否能够与具有足够小的带宽的大频率相关联，或者附加地能够检查:已确定的周期T在检测时间段中波动是否超过一个预设的方差。优选地，确定:周期T能够与总是相同的频率相关联，也就是说，在检测时间段期间是恒定的。
[0128]在第二检查步骤S3.2中随后检查:已确定的周期T(只要相关)是否位于周期时间区间I =[…]内，所述周期时间区间当前在任何情况下仅将具有在10ms和20s之间的周期T的振动认为是相关的。周期区间的这些极限值能够从涉及通常所设置的风电场控制和/或调节系统130和风能设备100的或风电场112的风电场控制装置特性的经验中得出。此外，由此排除随着其它振荡状态出现的变化的供电网络状态。
[0129]在第三检查步骤S3.3中确定:所测量到的幅度A是否高于阈值幅度AS(S卩A>As)。如果是这种情况，那么在第四检查步骤S3.4中检查，幅度A的幅度值是否在检测时间段期间随着时间增加;也就是说，检查:斜度A是否高于极限斜率Gs。由此，在此所描述的方法可不考虑如下振荡，所述振荡的幅度A的幅度值是足够小的，但是或者其幅度值以足够的速度下降。
[0130]在一个变型形式中，在第三检查步骤S3.3’中也能够检查所测量到的幅度是否高于上部的阈值幅度(即A?AS+);如果是这种情况，那么能够(与幅度A在步骤S3.4’中是否提高或下降无关地)识别到存在加强振动状态。这些规定以如下经验为基础:在幅度足够大时A?AS+，系统处于其极限从而能够与其是否是加强振动、振荡减弱或者保持不变的振动无关地节制风电场控制装置131的调节参数。
[0131 ] 如果在步骤S4中对于在上文中所提到的检查步骤S3.1、S3.2、S3.3、S3.4或S3.1、S3.2、S3.3’、S3.4 ’而言所有结果都是正的，也就是说，对于所有检查询问都答复“是”，那么(遵循所述方法的J分支)在第五步骤S5中对风电场控制装置131的参数组的值节制适当的节制值△，也就是说，通常随后减小、节制或者衰减调节器的相应的操控参数、斜坡等的预设值。所述方法随后再次能够在步骤SO中采用并且必要时循环运行。
[0132]如果在其它情况下检查步骤53.1、53.2、53.3、53.4或53.1、53.2、53.3’、53.4’中的仅一个会以“否”来答复，那么当前提出:风电场控制装置131的调节器500的参数改变消失。该改进形式的基本思想在于:这些不对应于上述检查标准S3.1至S3.3/S3.4 ’的所有四种振荡的振荡中的大部分要么减小(也就是说单独地消失)或者是过小的(并且由此是微不足道的)。在此随后也能够再次随着步骤SO作为循环来遍历用于检测加强振动表现的检查方法。
[0133]因此，在借助于所提到的检查查询观察这两个参数(即电网电压U和输出功率、尤其无功功率(Q-Soll))时将真实的加强振动表现识别为振荡并且区分稳态的、正常的或者寄生的振动状态。特别地，由通过步骤S5中的参数改变△引起的调节校正来识别或者排除其它的并非增强振动的振动现象。
【主权项】
1.一种用于运行风能设备(100)和/或风电场(112)的方法，所述风能设备和/或风电场用于将电功率馈入到供电网络(120)中，其中借助于调节和/或控制装置(131)的至少一个功率调节模块(500)来调节输出功率、尤其有功功率和/或无功功率(Q，P)，所述方法具有下述步骤: -预设(so)功率调节输入值并且从所述功率调节输入值中确定功率调节输出值以及输出功率调节输出值，其中 -在检测时间段期间检测(S2)所述风能发生装置的所述输出功率的时间变化，以及 -在检测时间段期间检测(SI)所述供电网络的电网电压的时间变化，其中 -在所述检测时间段期间检查:所述输出功率和所述电网电压是否具有振动变化，其特征在于， -具有周期(T)和幅度(A)的振荡与所述振动变化相关联，并且 -确定:所述振荡在所述检测时间段期间连续进行并且在此不减小，以及 -输出用于以信号的方式报告加强振动状态的信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定:所述周期(T)在所述检测时间段期间具有在周期范围内的周期值。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述周期范围的周期下限位于0.05s和0.5s之间。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述周期范围的周期上限位于1s和30s之间ο5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，确定: -所述周期在所述检测时间段期间、尤其在极限时间值内具有尽可能连续的周期值。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，确定:所述幅度(A)在所述检测时间段期间具有高于阈值幅度的幅度值。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，确定:所述幅度在所述检测时间段期间具有增加的幅度值。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，无功功率的周期区间和电网电压的周期区间是不同的，和/或无功功率的阈值幅度和电网电压的阈值幅度是不同的，特别地，所述无功功率的周期区间和/或阈值幅度小于所述电网电压的周期区间和/或阈值幅度。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述信号显示所述加强振动状态之前，排除寄生的和/或正常的无功功率振动状态。10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，改变、尤其节制在所述加强振动状态之后用于显示的所述信号，尤其用于消除过度严格地设置的调节参数、调节和/或控制装置的和/或供电网络装置的调节参数。11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，监控所述输出功率的无功功率(Q)、尤其所述无功功率的理论值和/或所述无功功率(Q)的实际值。12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在超出所述检测时间段的范围监控、尤其测量所述输出功率和所述电网电压(U)，优选在超出所述检测时间段的范围持续地检查:所述输出功率和所述电网电压是否具有振动变化。13.—种用于运行风能设备和/或风电场的调节和/或控制装置，所述风能设备和/或风电场构成用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法，并且所述调节和/或控制装置具有: -调节模块(500)，用于预设功率调节输入值并且从所述功率调节输入值中确定功率调节输出值以及输出所述功率调节输出值，其中 -设备测量模块(902)，用于在检测时间段期间检测所述风能发生装置的所述输出功率的时间变化，和 -电网测量单元(920)，用于在检测时间段期间检测所述供电网络的所述电网电压的时间变化，和 -评估模块(930)，所述评估模块构成用于检查:所述输出功率和所述电网电压是否在所述检测时间段期间具有振动变化，其特征在于， -所述评估模块进一步构成用于将具有周期(T)和幅度(A)的振荡与所述振动变化相关联，其中 -所述评估模块还具有加强振动检测装置，借助于加强振动检测装置能够确定:所述振荡在所述检测时间段期间连续进行并且在此不减小，和 -信号发射器，用于输出显示加强振动状态的信号。14.根据权利要求13所述的调节和/或控制装置，其特征在于，具有所述加强振动检测装置的所述评估模块是风能设备控制装置和/或风电场控制装置(130，131，132)的一部分，和/或所述设备测量模块和所述电网测量模块是电网联接点(118)处的装置。15.—种具有根据权利要求13或14所述的调节和/或控制装置的风能设备(100)。16.—种具有根据权利要求13或14所述的调节和/或控制装置和多个风能设备的风电场(120)。
【文档编号】H02J3/24GK105917542SQ201580004818
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月7日
【发明人】卡伊·布斯克
【申请人】乌本产权有限公司