專利名稱：風(fēng)力發(fā)電場功率調(diào)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)由風(fēng)力發(fā)電場發(fā)出的功率的方法，其中風(fēng)力發(fā)電場具有通過風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)相互電連接的風(fēng)能設(shè)備，其中風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元將風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值傳輸?shù)矫總€為調(diào)節(jié)風(fēng)能設(shè)備而提供的設(shè)備調(diào)節(jié)單元。
背景技術(shù)：
此方法從DE 10 2006 032 389 Al中已知。在所述文獻中描述了由多個風(fēng)能設(shè)備組成的風(fēng)力發(fā)電場。每個風(fēng)能設(shè)備包括風(fēng)力渦輪機，所述風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子葉片連接，使得在來風(fēng)時轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，且產(chǎn)生電力。每個風(fēng)能設(shè)備進一步具有設(shè)備控制器，通過所述設(shè)備控制器可調(diào)節(jié)由風(fēng)力設(shè)備產(chǎn)生的電功率。在此，風(fēng)能設(shè)備通過電網(wǎng)相互連接，使得形成風(fēng)力發(fā)電場。風(fēng)力發(fā)電場連接在交流電網(wǎng)上，風(fēng)能設(shè)備的電有功功率饋入所述交流電網(wǎng)內(nèi)。 為調(diào)節(jié)所饋入的總有功功率提供了風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)器，所述風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)器通過數(shù)據(jù)線與每個設(shè)備控制器連接。風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)器通過此數(shù)據(jù)線預(yù)先給定待由風(fēng)能設(shè)備饋入到電網(wǎng)內(nèi)的有功功率的額定值。由風(fēng)能設(shè)備組成的風(fēng)力發(fā)電場和用于調(diào)節(jié)此風(fēng)力發(fā)電場的方法進一步在DE 10 2004 048 341 Al, WO 01/52379A2, EP 1 337 754 Bl 和 WO 97/45908 中描述。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法且特別是前述類型的方法具有如下缺點，即風(fēng)力發(fā)電場的上級調(diào)節(jié)與風(fēng)能設(shè)備的下級調(diào)節(jié)必須通過保證快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ啪€相關(guān)聯(lián)。然而特別是在更多數(shù)量的風(fēng)能設(shè)備的情況下，此快速通信電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)的成本高且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是低費用地且廉價地提供前述類型的方法。本發(fā)明通過如下方式解決此技術(shù)問題，即使得所有設(shè)備調(diào)節(jié)單元獲得相同的風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值，其中每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元根據(jù)風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值且根據(jù)與由對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備產(chǎn)生的功率相應(yīng)的測量的設(shè)備實際功率P1確定設(shè)備最大功率Pmax，且這樣調(diào)節(jié)分別對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備，使得設(shè)備實際功率P1小于設(shè)備最大功率pmax。根據(jù)本發(fā)明，上級的風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)提供了對于所有設(shè)備調(diào)節(jié)單元來說是共同的風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值。此風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值可因此以簡單方式例如通過中央遙控信號 (Rimdsteuersignal)傳送到設(shè)備調(diào)節(jié)單元。在本發(fā)明的范圍中取消了更昂貴的有針對的快速通信，在該快速通信的情況下必須傳送用于調(diào)節(jié)的額定值。以此方式明顯降低了通信的成本。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)造，風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元與換流器調(diào)節(jié)單元相關(guān)聯(lián)，且這樣調(diào)節(jié)與風(fēng)力發(fā)電場連接的換流器，使得所述換流器在風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生交流電壓U1、 2、3，所述交流電壓的實際頻率Yist對應(yīng)于風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值，其中每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元采集實際頻率Yist且從實際頻率Yist確定風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值。在此，在上級的風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元和設(shè)備調(diào)節(jié)單元之間的通信通過用以施加到連接風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)的交流電壓的實際頻率進行。風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)內(nèi)的交流電壓的建立通過換流器實現(xiàn)，因為僅通過風(fēng)能設(shè)備不能構(gòu)建電網(wǎng)。為此所使用的換流器有利地具有功率半導(dǎo)體支路，所述支路按照一個或多個橋路連接相互連接。在此，每個功率半導(dǎo)體支路包括例如由功率半導(dǎo)體構(gòu)成的串聯(lián)，例如由每個帶有與之反并聯(lián)連接的續(xù)流二極管的可開關(guān)功率半導(dǎo)體組成。與之不同的是，每個功率半導(dǎo)體支路包括雙極的子模塊的串聯(lián)，其中每個子模塊具有其上具有壓降的儲能器。此外，每個子模塊與功率半導(dǎo)體的電路對應(yīng)，使用所述功率半導(dǎo)體-根據(jù)功率半導(dǎo)體的控制-在子模塊輸出處可以施加在儲能器上降落的電壓或零電壓。帶有此子模塊的換流器也稱為多級換流器，其結(jié)構(gòu)和控制對于專業(yè)人員是已熟知的，因本文中此無需對此詳細論述。然而，本發(fā)明的范圍內(nèi)的換流器拓撲結(jié)構(gòu)基本上是任意的。為控制換流器提供了換流器調(diào)節(jié)單元，所述換流器調(diào)節(jié)單元取決于預(yù)先給定的額定值提供用于換流器的功率半導(dǎo)體的控制信號。通過此換流器調(diào)節(jié)單元，因此可預(yù)先給定風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)內(nèi)交流電壓Ul、2、3的實際頻率。合理地，每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元采集風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)內(nèi)的交流電壓Ul、2、3的實際頻率。然后由所確定的實際頻率確定風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值。然后基于風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值進行風(fēng)能設(shè)備的調(diào)節(jié)，使得由各風(fēng)力發(fā)電場設(shè)備發(fā)出的設(shè)備實際功率P1小于給定的設(shè)備最大功率 PMax。限制發(fā)出的設(shè)備實際功率的方法在本發(fā)明的范圍內(nèi)基本上是任意的，且取決于各風(fēng)能設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式。例如，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以使得設(shè)備調(diào)節(jié)單元改變轉(zhuǎn)子葉片的調(diào)整角 (Anstellwinkel)，相應(yīng)地控制風(fēng)能設(shè)備自身的發(fā)電機或與風(fēng)能設(shè)備對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備換流器。有利地，換流器將由風(fēng)力發(fā)電場生成的電功率f P/ (即所有的設(shè)備實際功率P1的和)通過直流連接傳輸?shù)脚c交流電網(wǎng)連接的另外的換流器，使得在風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)和交流電網(wǎng)之間提供HGii (高壓直流輸電)連接。根據(jù)此合理的實施例，風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)通過 HGii連接與交流電網(wǎng)連接。因此，例如在所謂的離岸風(fēng)力發(fā)電場中，即具有多個海洋中風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)力發(fā)電場中，提供了中央換流器，該中央換流器例如同樣在海洋側(cè)布置在海洋平臺上，風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)在所述中央換流器上形成節(jié)點。提供了從海洋側(cè)換流器直至布置在陸地側(cè)的逆變器換流器的廉價的直流連接。作為逆變器運行的換流器又生成了合適的交流電壓，所述交流電壓例如通過變壓器饋入待供電的交流電網(wǎng)。在根據(jù)本發(fā)明的變形中，風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值通過無線電信號、衛(wèi)星信號或廉價的通信導(dǎo)體傳輸?shù)矫總€設(shè)備調(diào)節(jié)單元。作為風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值的頻率編碼的替代或補充，在此存在通過無線或有線通信的分開的傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)的通信連接相反，所選擇的通信連接是廉價的。有線通信連接例如實施為商用的且因此廉價的LAN連接。合理的是風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值是風(fēng)力發(fā)電場功率的梯度dP/dt，其中每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元由風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt導(dǎo)出與之匹配的設(shè)備功率梯度dp/dt，且基于其設(shè)備功率梯度dp/dt計算與其對應(yīng)的設(shè)備最大功率卩_。例如借助于特征線單元 (Kennlinieneinheit)從一般的風(fēng)力發(fā)電場功率梯度確定特定的設(shè)備功率梯度，在所述特征線單元內(nèi)存儲用于將風(fēng)力發(fā)電場功率梯度換算為設(shè)備功率梯度的可參數(shù)化的特征線。作為用來將特征線與外部邊界條件匹配的參數(shù)或影響變量，例如使用與風(fēng)能設(shè)備分別對應(yīng)的額定功率、對應(yīng)該額定功率確定的風(fēng)向、風(fēng)速和各風(fēng)能設(shè)備的位置。功率梯度的傳輸使得操作者也可預(yù)先給定速度，以此速度例如應(yīng)轉(zhuǎn)向風(fēng)力發(fā)電場的新的運行點。雖然在實踐中這是關(guān)鍵的信息量，但對于傳輸沒有提出新的要求，因此這可保持是簡單且廉價。當風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt借助于風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)的實際頻率Yist傳輸?shù)皆O(shè)備調(diào)節(jié)單元上時，存在另外的優(yōu)點。然后可通過簡單的方法由頻率差的時間改變d Y/dt導(dǎo)出風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt的確定，其中頻率差dY由所測量的實際頻率Yist和預(yù)先給定的固定的額定頻率根據(jù)cU = Ynmn-Yist計算。合理地，每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元根據(jù)設(shè)備功率梯度dp/dt改變由其產(chǎn)生的設(shè)備實際功率？工而獲得設(shè)備最大功率Pmax。但在此，設(shè)備實際功率限制于預(yù)先給定的額定最大功率Pmax,
nenn°根據(jù)與之相關(guān)的合理的擴展，每個風(fēng)能設(shè)備對應(yīng)一個額定最大功率Pmax, _。這使得調(diào)節(jié)可以與各風(fēng)能設(shè)備的不同的邊界條件單獨匹配。有利地，通過平滑單元降低設(shè)備實際功率P1的改變的動力學(xué)。根據(jù)此變體，設(shè)備實際功率的快速且僅短期的波動不傳輸?shù)斤L(fēng)能設(shè)備的調(diào)節(jié)裝置。為此，將單個設(shè)備的功率測量值在此進行準平滑，使得在調(diào)節(jié)時僅考慮設(shè)備功率的持續(xù)的改變。作為平滑單元例如可考慮斜坡單元，所述斜坡單元將斜坡函數(shù)應(yīng)用于相繼出現(xiàn)的設(shè)備實際功率值，或可考慮延遲單元。在使用斜坡單元時，先出現(xiàn)的測量值以總是恒定的斜度接近隨后出現(xiàn)的測量值。 平滑單元的輸出信號因此不存在快速的強烈的波動。在使用延遲單元時，輸入側(cè)波動向輸出側(cè)移動的速度與相繼的測量值的差異成比例。差異越大，則平滑單元的輸出側(cè)越快地跟隨其輸入側(cè)的改變。根據(jù)有利的構(gòu)造，將設(shè)備功率梯度dp/dt提供到設(shè)有積分器上極限和積分器下極限的積分器，且積分器的輸出PI+1、設(shè)備實際功率PjP額定最大功率Pmax,n_作為輸入信號被提供到最小值選擇單元，所述最小值選擇單元將三者中最小的輸入信號傳輸?shù)郊臃▎卧?所述加法單元將預(yù)先給定的偏置功率加到最小值選擇單元的最小的輸入信號以獲得設(shè)備最大功率Pmax，其中設(shè)備最大功率Pmax同時用作新的積分器上極限。以此方式保證，設(shè)備實際功率隨預(yù)先給定的設(shè)備實際功率如希望地改變。在此所使用的功率概念有利地僅考慮有功功率。


本發(fā)明的另外的合理的構(gòu)造和優(yōu)點是如下結(jié)合附圖對于本發(fā)明實施例的描述的對象，其中相同的附圖標號指示相同作用的部件，且其中各圖為圖1示出了安裝在海洋區(qū)域內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電場的示意性圖示，圖2以示意圖示的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例，和圖3示出了圖2的調(diào)節(jié)部分的更詳細的圖示。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電場1的實施例，所述風(fēng)力發(fā)電場1具有多個風(fēng)能設(shè)備2。每個風(fēng)能設(shè)備2具有圖中未圖示的發(fā)電機，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與來風(fēng)時發(fā)生旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉片3抗扭地連接。以此方式，由發(fā)電機提供電功率，所述電功率通過換流器轉(zhuǎn)化為直流電壓且然后又轉(zhuǎn)化為交流電壓。因此獲得的交流電壓然后通過變壓器4饋入風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5，所述風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5通過變壓器6和7與作為整流器運行的換流器8連接。 風(fēng)力發(fā)電場2、風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5和換流器8提供在海洋區(qū)域中，因為在所述海洋區(qū)域中出現(xiàn)的高的來風(fēng)。為將由風(fēng)能設(shè)備2獲得的電功率傳輸?shù)讲贾迷陉懙貍?cè)的交流電網(wǎng)9，使用了直流連接10，所述直流連接10在換流器8和另外的換流器11之間延伸，其中換流器11作為逆變器運行。通過直流連接10相互連接的換流器8和11形成高壓直流輸電設(shè)備。在圖1中圖示的實施例中，換流器8和11是所謂的多級換流器，且分別具有由功率半導(dǎo)體支路形成的橋路，所述功率半導(dǎo)體支路又由串聯(lián)的雙極的子模塊組成。每個子模塊具有儲能器，例如電容器，且具有由功率半導(dǎo)體組成的線路，借助于所述線路可在每個子模塊的輸出上施加在儲能器上降落的電壓、反向電壓或零電壓。通過控制換流器支路的所有子模塊的功率半導(dǎo)體，因此可實現(xiàn)逐級地控制在換流器支路上分別降落的電壓。在此，電壓調(diào)節(jié)的步幅對應(yīng)于儲能器上的壓降。而在與之不同的實施例中，換流器包括可關(guān)斷功率半導(dǎo)體的串聯(lián)，所述可關(guān)斷功率半導(dǎo)體分別與續(xù)流二極管反并聯(lián)。以此方式形成了二級、三級或五級的換流器。直流連接10例如由所謂雙極的直流連接形成且具有正極導(dǎo)線以及負極導(dǎo)線，它們通常稱為極。直流連接的極可根據(jù)所使用的換流器拓撲結(jié)構(gòu)通過電容器相互連接。但不同的換流器拓撲關(guān)系本身是已知的，因此在此無需對其詳細論述。為調(diào)節(jié)由每個風(fēng)能設(shè)備2生成的設(shè)備實際功率，每個風(fēng)能設(shè)備2配備設(shè)備功率單元12。在此，每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元12與布置在風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5內(nèi)的用于確定交流電流il、 2、3的電流傳感器以及用于確定三相電壓Ul、2、3的電壓傳感器連接。為此，用于采集交流電流il、2、3和交流電壓的測量傳感器從風(fēng)能設(shè)備角度看直接連接于各變壓器之后。每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元12以已知的方式從電流值il、2、3和電壓值Ul、2、3確定由與之對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備12產(chǎn)生的且饋入風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備實際功率P”由測量的交流電壓值Ul、2、3 可進一步確定在風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5內(nèi)通過換流器8產(chǎn)生的實際頻率。為調(diào)節(jié)整個風(fēng)力發(fā)電場發(fā)出的總功率子Α使用了與換流器調(diào)節(jié)單元14連接的風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元13，其中換流器調(diào)節(jié)單元14負責(zé)調(diào)節(jié)換流器8。換言之，換流器調(diào)節(jié)單元14確定風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5的實際頻率Y ist。如果例如由風(fēng)力發(fā)電場1發(fā)出的總功率+巧
應(yīng)下降，則風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元13控制換流器調(diào)節(jié)單元14，使得換流器調(diào)節(jié)單元14在風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5內(nèi)生成具有實際頻率Yist的交流電壓Ul、2、3，每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元12由所述實際頻率Yist確定對于所有風(fēng)能設(shè)備2共同的希望的風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值。風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值在圖示的實施例中是風(fēng)力發(fā)電場功率梯度。每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元12基于所確定的或預(yù)先給定的設(shè)備參數(shù)-如位置、風(fēng)能、風(fēng)向等-由所述風(fēng)力發(fā)電場功率梯度導(dǎo)出與各風(fēng)能設(shè)備 2相關(guān)的設(shè)備功率梯度dp/dt。以此方式確定的設(shè)備功率梯度因此通常在風(fēng)能設(shè)備之間不同。設(shè)備功率梯度最后作為各風(fēng)能設(shè)備的調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元13和設(shè)備調(diào)節(jié)單元12之間的附加的通信在此是多余的。風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元13例如從圖中未圖示的控制中心獲得風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值。圖2更詳細解釋了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例，其中解釋了在每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元 12內(nèi)進行的調(diào)節(jié)步驟。可認識到的是采集的風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5的實際頻率Yist被提供到設(shè)備調(diào)節(jié)單元12的加法器15，所述加法器15通過形成在固定的預(yù)先給定的額定頻率和實際頻率Yist之間的差異確定了頻率差dY。解碼單元16從頻率差的時間改變d γ/dt 導(dǎo)出風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt。在所示的實施例中，此風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt此外也通過無線電信號從風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元13被傳輸?shù)矫總€設(shè)備調(diào)節(jié)單元12，其中提供了選擇單元17，所述選擇單元17在傳輸路徑故障時切換到每個另外的傳輸路徑。風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt最后提供到設(shè)備特征線單元18，所述設(shè)備特征線單元18由風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt導(dǎo)出設(shè)備功率梯度dp/dt。在此，對于每個風(fēng)能設(shè)備2考慮特定的設(shè)備參數(shù)，例如與風(fēng)能設(shè)備2對應(yīng)的額定功率，在風(fēng)能設(shè)備2處測量的風(fēng)向和風(fēng)速，以及風(fēng)能設(shè)備的其他位置參數(shù)。在此，風(fēng)力發(fā)電場功率梯度歸一化地存在，使得所述風(fēng)力發(fā)電場功率梯度可與單位[P.u]/秒對應(yīng)。而設(shè)備功率梯度dp/dt非歸一化地存在，且具有單位MW/秒。借助于計算單元19，從設(shè)備功率梯度dp/dt且從由各風(fēng)能設(shè)備2生成的設(shè)備實際功率確定設(shè)備最大功率PMax。圖3更詳細地解釋了計算單元19?？烧J識到，將設(shè)備功率梯度dp/dt提供到積分器20。積分器20具有積分器上極限PMax以及積分器下極限I，其中積分器下極限I例如對應(yīng)于各風(fēng)能設(shè)備的特征功率需求(Eigenleistimgsbedarf)。積分器Pw的輸出與測量的設(shè)備實際功率P1和與各風(fēng)能設(shè)備固定對應(yīng)的額定最大有功功率PMax,Nmn —起被提供到最小值選擇單元21，所述最小值選擇單元21從所述輸入變量中將最小值傳遞到其輸出處。設(shè)備實際功率P1由于快速的風(fēng)力改變而受到高的波動。為抑制此快速波動的不利影響，設(shè)備實際功率在被提供到最小值選擇單元21之前被時域平滑。這在圖3中通過斜坡單元22實現(xiàn)， 所述斜坡單元22在所涉及的設(shè)備實際功率值上使用了斜坡函數(shù)。以此方式，僅傳遞持續(xù)的改變或換言之帶有較慢持續(xù)時間的改變。此斜坡單元22對于專業(yè)人員是已知的，因此在此無需對其詳細論述。最小值選擇單元的輸出40被提供到加法器23，所述加法器23在最小值選擇單元 21的最小輸入信號上添加了對于每個風(fēng)能設(shè)備來說是固定的預(yù)先給定的偏置功率而獲得設(shè)備最大功率PMax。設(shè)備最大功率PMax然后作為風(fēng)能設(shè)備的另外的調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)，使得如在圖 2中所指示使設(shè)備實際功率P1保持為小于設(shè)備最大功率PMax。此外，設(shè)備最大功率PMax也用作積分器20的積分器上極限。在交流電網(wǎng)9內(nèi)存在高能量需求時，見圖1，風(fēng)能設(shè)備2的調(diào)節(jié)被運行為使得提供最大功率PMax,N n+偏置功率。如果風(fēng)力發(fā)電場1的功率應(yīng)降低，則風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元13 影響換流器調(diào)節(jié)單元14，使得風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)5內(nèi)的實際頻率Yist相對于額定頻率降低。解碼單元16生成了相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt，由所述風(fēng)力發(fā)電場功率梯度 dP/dt通過設(shè)備特征線單元18提供負的設(shè)備功率梯度dp/dt。積分器20的輸出Pm因此小于且小于PMax,N n，且因此導(dǎo)致PMax減小，且因此導(dǎo)致各風(fēng)能設(shè)備2的P1變小。如果達到了希望的設(shè)備功率P1,則dp/dt等于零，因此PI+1時間上恒定。根據(jù)值P1 或？ 哪個更小，在最小值選擇單元21的輸出上存在&或？1+1。然而PMax由于偏置功率更大，使得風(fēng)能設(shè)備的調(diào)節(jié)被實現(xiàn)為使得P1也更大或者可變得更大。而只要設(shè)備功率梯度dp/ dt為零，則Pw不改變，使得不導(dǎo)致增加。PI+1保持為最小值選擇單元21的最小的輸入值。 設(shè)備實際功率P1的升高僅以導(dǎo)致Pw增加的正的設(shè)備功率梯度dp/dt進行。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)節(jié)由風(fēng)力發(fā)電場(1)發(fā)出的功率的方法，其中風(fēng)力發(fā)電場(1)具有通過風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)(5)相互電連接的風(fēng)能設(shè)備O)，其中風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元(1 將風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值傳輸?shù)椒謩e為調(diào)節(jié)風(fēng)能設(shè)備(1 而提供的設(shè)備調(diào)節(jié)單元(12)，其特征在于，所有設(shè)備調(diào)節(jié)單元(1 獲得相同的風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值，其中每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元(1 根據(jù)風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值且根據(jù)與由對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備(2) 產(chǎn)生的功率相應(yīng)的測量的設(shè)備實際功率P1確定設(shè)備最大功率Pmax，和調(diào)節(jié)每個對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備(2)，使得設(shè)備實際功率P1小于設(shè)備最大功率Pmax。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元(1 與換流器調(diào)節(jié)單元(14)連接，且與風(fēng)力發(fā)電場(1)連接的換流器(8)被調(diào)節(jié)為，使得所述換流器(8) 在風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)(5)內(nèi)產(chǎn)生交流電壓Ul、2、3，所述交流電壓的實際頻率Yist對應(yīng)于風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值，其中每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元(1 采集實際頻率Yist且從實際頻率Yist確定風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述換流器(8)將由風(fēng)力發(fā)電場(1)生成的電功率通過直流連接(10)傳輸?shù)脚c交流電網(wǎng)(9)連接的另外的換流器(11)，使得在風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)(5)和交流電網(wǎng)(9)之間提供HGtI連接。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值是風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt，其中每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元(1 由風(fēng)力發(fā)電場功率梯度dP/dt導(dǎo)出與之匹配的設(shè)備功率梯度dp/dt，且基于其設(shè)備功率梯度dp/dt計算與其對應(yīng)的設(shè)備最大功Pmax °
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元(1 根據(jù)設(shè)備功率梯度dp/dt改變由與其對應(yīng)的設(shè)備實際功率P1而獲得設(shè)備最大功率PMax，其中設(shè)備實際功率限制于預(yù)先給定的額定最大功率Pmax,nenn。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，每個風(fēng)能設(shè)備(2)對應(yīng)一個額定最大功率pmax，nenn°
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，通過平滑單元02)降低設(shè)備實際功率P1的改變的動力學(xué)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述平滑單元0 應(yīng)用斜坡函數(shù)或延遲函數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中一項所述的方法，其特征在于，設(shè)備功率梯度dp/dt被提供到設(shè)有積分器上極限和積分器下極限的積分器( )，且積分器06)的輸出(20)、設(shè)備實際功率P1和額定最大功率Pmax, nenn作為輸入信號被提供到最小值選擇單元OD，所述最小值選擇單元將三者中最小的輸入信號傳輸?shù)郊臃▎卧?23)，所述加法單元將預(yù)先給定的偏置功率加到最小值選擇單元的最小的輸入信號以獲得設(shè)備最大功率Pmax，其中設(shè)備最大功率Pmax同時用作新的積分器上極限。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項所述的方法，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值通過無線電信號、衛(wèi)星信號或通信導(dǎo)體被傳輸?shù)矫總€設(shè)備調(diào)節(jié)單元(12)。
全文摘要
為了提供一種用于調(diào)節(jié)由風(fēng)力發(fā)電場(1)發(fā)出的功率的方法，其中風(fēng)力發(fā)電場(1)具有通過風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)(5)相互電連接的風(fēng)能設(shè)備(2)，其中風(fēng)力發(fā)電場調(diào)節(jié)單元(13)將風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值傳輸?shù)椒謩e為調(diào)節(jié)風(fēng)能設(shè)備(12)而提供的設(shè)備調(diào)節(jié)單元(12)，且設(shè)備調(diào)節(jié)單元(12)調(diào)節(jié)分別對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備(2)，使得由各風(fēng)能設(shè)備(2)饋入風(fēng)力發(fā)電場電網(wǎng)(5)內(nèi)的設(shè)備實際功率PI小于從風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值導(dǎo)出的設(shè)備最大功率Pmax，所述方法安全且廉價，建議所有設(shè)備調(diào)節(jié)單元(12)獲得相同的風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值，其中每個設(shè)備調(diào)節(jié)單元(12)基于風(fēng)力發(fā)電場預(yù)定值且基于與由對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備(2)產(chǎn)生的功率相應(yīng)的測量的設(shè)備實際功率PI確定設(shè)備最大功率Pmax，且這樣調(diào)節(jié)分別對應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備(2)，使得設(shè)備實際功率PI小于設(shè)備最大功率Pmax。
文檔編號H02J3/38GK102159830SQ200980135876
公開日2011年8月17日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月15日
發(fā)明者喬爾格·蘭, 喬爾格·多恩, 克勞斯·沃夫林格, 弗朗茲·卡爾西克-梅爾, 英戈·尤勒, 邁克·多馬希克 申請人:西門子公司