用于運(yùn)行風(fēng)能設(shè)備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于至少一個(gè)風(fēng)能設(shè)備的方法。此外，本發(fā)明設(shè)及一種風(fēng)能設(shè)備 并且本發(fā)明也設(shè)及一種具有多個(gè)風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)電場(chǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)能設(shè)備通常是已知的。所述風(fēng)能設(shè)備從風(fēng)中產(chǎn)生電能并且將所述電能饋入到供 電網(wǎng)中。除此之外，在多年前就已經(jīng)提出：風(fēng)能設(shè)備向供電網(wǎng)中饋電，使得所述風(fēng)能設(shè)備也 超出純提供能量的范疇支持供電網(wǎng)。
[0003] US 6,784,564例如描述了一種方法，其中根據(jù)電網(wǎng)電壓減小所饋入的有功功率。 設(shè)及與電網(wǎng)頻率有關(guān)的功率調(diào)節(jié)的方法從US 6，891，281中已知。US 6，965，174描述了根據(jù) 電網(wǎng)電壓設(shè)定相位角。
[0004] 運(yùn)樣的措施是重要的并且(尤其在分散式電網(wǎng)中）能夠有助于改進(jìn)電網(wǎng)質(zhì)量并且 有時(shí)甚至首次能夠?qū)崿F(xiàn)或持久地保證供電網(wǎng)或其中至少一個(gè)部段的穩(wěn)定的運(yùn)行。但是，目 前至少在德意志聯(lián)邦共和國(guó)中風(fēng)能設(shè)施在電網(wǎng)中的份額日益增大，無(wú)疑仍有許多國(guó)家將跟 隨德意志聯(lián)邦共和國(guó)。因此，風(fēng)能設(shè)施在今后對(duì)于穩(wěn)定供電網(wǎng)而言也承擔(dān)大的、可能越來(lái)越 多的責(zé)任。因此研發(fā)并且盡可能進(jìn)一步改進(jìn)其支持電網(wǎng)的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，本發(fā)明所基于的目的是:解決至少一個(gè)在上文中所提到的問(wèn)題。尤其應(yīng)提出 如下解決方案，所述解決方案有助于進(jìn)一步改進(jìn)通過(guò)風(fēng)能設(shè)備對(duì)供電網(wǎng)的支持。至少應(yīng)提 出關(guān)于已知的方法或者系統(tǒng)的替選的解決方案。
[0006] 德國(guó)專利商標(biāo)局在對(duì)于本PCT申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)中檢索到下述現(xiàn)有技術(shù):DE 10 2005 041 927 B4、DE 10 2005 049 426 B4、DE 10 2008 037 449 B4、DE 10 2011 007 037 A1和WO 2003/058 063 Al.。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明提出根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。該方法控制至少一個(gè)風(fēng)能設(shè)備，所述 風(fēng)能設(shè)備配置成用于將電功率饋入到供電網(wǎng)中。只要在技術(shù)上是有意義的，那么結(jié)合單獨(dú) 的風(fēng)能設(shè)備的闡述也設(shè)及多個(gè)風(fēng)能設(shè)備W及具有多個(gè)風(fēng)能設(shè)備的風(fēng)電場(chǎng)，即使運(yùn)沒(méi)有分別 關(guān)于每個(gè)單獨(dú)的特征并且在每個(gè)單獨(dú)的優(yōu)點(diǎn)中提及時(shí)也如此。當(dāng)從所述闡述中得出運(yùn)同樣 應(yīng)用于風(fēng)能設(shè)備或風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，運(yùn)是尤其適用的。
[0008] 因此提出：至少一個(gè)風(fēng)能設(shè)備根據(jù)供電網(wǎng)中的功率供應(yīng)將電有功功率饋入到供電 網(wǎng)中，或者從供電網(wǎng)中提取電有功功率。特別地，在"正常運(yùn)行"時(shí)，將電有功功率饋入到供 電網(wǎng)中，但是在電網(wǎng)中功率過(guò)量供應(yīng)的情況下由至少一個(gè)風(fēng)能設(shè)施從電網(wǎng)中提取電有功功 率。所述被提取的有功功率隨后被輸送給至少一個(gè)電消耗器，所述電消耗器存在于至少一 個(gè)風(fēng)能設(shè)備或者風(fēng)電場(chǎng)中。所述消耗器不一定必須在空間上設(shè)置在風(fēng)能設(shè)備中，即使運(yùn)通 常是運(yùn)種情況。尤其在此提出:使用現(xiàn)有的消耗器。
[0009] 此外，根據(jù)供電網(wǎng)的另一狀態(tài)變量，例如供電網(wǎng)的電網(wǎng)頻率或電網(wǎng)電壓將電無(wú)功 功率饋入到供電網(wǎng)中或者從該供電網(wǎng)中提取電無(wú)功功率。
[0010] 因此提出一種所謂的"4象限運(yùn)行"，因此也就是說(shuō)被饋入的有功功率和被饋入的 無(wú)功功率能夠彼此無(wú)關(guān)地是正的或負(fù)的。所提出的方法因此也明確地包含運(yùn)兩個(gè)象限，其 中從供電網(wǎng)中提取電有功功率并且饋入無(wú)功功率，運(yùn)是一個(gè)象限，并且其中從供電網(wǎng)中提 取電有功功率并且同樣提取無(wú)功功率，運(yùn)是另一象限。
[0011] 優(yōu)選地，電消耗器中的至少一個(gè)不具有電阻組。也就是說(shuō)，優(yōu)選使用至少一個(gè)如下 消耗器，所述消耗器不僅僅設(shè)置作為電阻組等W用于消耗電能，即在技術(shù)上正確地表述在 沒(méi)有其它目的情況下用于將電能轉(zhuǎn)換為熱能。相反提出：使用如下消耗器，所述消耗器本就 設(shè)置在風(fēng)能設(shè)備和風(fēng)電場(chǎng)中。因此僅通過(guò)所提出的用于運(yùn)行至少一個(gè)風(fēng)能設(shè)備的方法就已 經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)步，而不必附加地設(shè)置設(shè)備。
[0012] 待用于接收在一種情況下從供電網(wǎng)中提取的電功率的一個(gè)或多個(gè)電消耗器例如 能夠包括用于加熱轉(zhuǎn)子葉片的葉片加熱裝置。同樣，能夠使用用于加熱發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)加 熱裝置。W吊艙加熱裝置作為其它實(shí)例，所述吊艙加熱裝置能夠加熱風(fēng)能設(shè)備的吊艙的內(nèi) 部。此外考慮用于加熱風(fēng)能設(shè)備塔的塔加熱裝置。尤其使用現(xiàn)有的加熱裝置或加熱設(shè)備能 夠?qū)崿F(xiàn)將不可忽略的電能量轉(zhuǎn)換為熱能，所述熱能能夠放射到周圍環(huán)境。
[0013] 但是盡管如此也可W考慮其它消耗器，例如相應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備的發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電 機(jī)能夠W馬達(dá)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行的方式運(yùn)行。由此能夠?qū)⒛芰康囊徊糠洲D(zhuǎn)化為空氣運(yùn)動(dòng)。原則上也 可W考慮在此驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，使得所述發(fā)電機(jī)被加熱并且就此而言用作為其它的消耗器W將 電能轉(zhuǎn)換為熱能。盡管如此在此需相應(yīng)謹(jǐn)慎地進(jìn)行，W便不損壞發(fā)電機(jī)。
[0014] 尤其提出：當(dāng)存在功率下降的必要性時(shí)，消耗器才運(yùn)行。所提到的在此也應(yīng)被使用 的消耗器分別設(shè)置用于執(zhí)行特定的功能、即消耗器功能，所述消耗器功能分別與所述消耗 器相關(guān)聯(lián)。在葉片加熱裝置中運(yùn)是加熱葉片的功能。在發(fā)電機(jī)加熱裝置中運(yùn)是加熱發(fā)電機(jī) 的功能并且必要時(shí)也是干燥發(fā)電機(jī)的功能。所述相應(yīng)的消耗器功能通常僅在特定的情況下 執(zhí)行，也就是說(shuō)，葉片加熱裝置尤其當(dāng)識(shí)別到結(jié)冰并且應(yīng)解凍冰時(shí)運(yùn)行。但是在此提出：與 運(yùn)種消耗器功能的需求無(wú)關(guān)地運(yùn)行相應(yīng)的消耗器，也就是說(shuō)，例如在盛夏也運(yùn)行葉片加熱 裝置。
[0015] 相應(yīng)地也根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式提出：從供電網(wǎng)中提取的電功率用于:與是否存在除 冰的需求無(wú)關(guān)地運(yùn)行至少一個(gè)除冰設(shè)備、尤其葉片加熱裝置。尤其與是否存在結(jié)冰、是否預(yù) 期結(jié)冰或者究竟是否可能結(jié)冰無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，即使在盛夏也運(yùn)行除冰設(shè)備。優(yōu)選地，即使 對(duì)于本身在任何時(shí)候從未預(yù)期會(huì)結(jié)冰的地點(diǎn)，風(fēng)能設(shè)備也裝配有除冰設(shè)備。
[0016] 此外或者替選地提出：借助于所提取的功率或者其一部分與是否存在進(jìn)行干燥的 需求無(wú)關(guān)地運(yùn)行用于干燥發(fā)電機(jī)或者用于干燥風(fēng)能設(shè)備的另一功能單元的至少一個(gè)干燥 裝置。本來(lái)就存在的發(fā)電機(jī)加熱裝置或者其它干燥裝置因此能夠在從供電網(wǎng)中提取功率的 情況下用作為消耗器。
[0017] 供電網(wǎng)中的功率供應(yīng)能夠視為供電網(wǎng)的狀態(tài)變量。據(jù)此來(lái)饋入或者提取無(wú)功功率 的其它狀態(tài)變量?jī)?yōu)選包括:供電網(wǎng)的電網(wǎng)頻率和/或供電網(wǎng)的電網(wǎng)電壓。也就是說(shuō)，根據(jù)運(yùn) 些實(shí)施方式，有功功率的饋入或者提取根據(jù)功率供應(yīng)來(lái)設(shè)定而無(wú)功功率的饋入或者提取根 據(jù)電網(wǎng)頻率和/或電壓電壓來(lái)實(shí)行。在此，無(wú)功功率的與電網(wǎng)頻率和/或電網(wǎng)電壓相關(guān)的饋 入或者提取不僅定性地而且定量地與所提到的狀態(tài)變量相關(guān)。也就是說(shuō)，無(wú)功功率的水平 w及動(dòng)態(tài)的升高或者下降能夠與所提到的電網(wǎng)狀態(tài)變量相關(guān)。
[0018] 同樣地，電網(wǎng)狀態(tài)變量的水平和/或特性能夠被認(rèn)定為標(biāo)準(zhǔn)。
[0019] 優(yōu)選地，所述方法使用頻率逆變器，W便將有功功率和無(wú)功功率饋入到供電網(wǎng)中 或者從供電網(wǎng)中提取有功功率和無(wú)功功率。由此可行的是，將所述饋入或提取操作與風(fēng)能 設(shè)備的、尤其發(fā)電機(jī)的工作方式完全去禪。每個(gè)設(shè)備控制裝置都能夠在匹配規(guī)定的情況下 首先不變地繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)然，當(dāng)需要較少的功率或者功率甚至為負(fù)時(shí)，控制裝置才在必要時(shí) 調(diào)整風(fēng)能設(shè)備的運(yùn)行。但是，在饋入或者提取有功功率和/或無(wú)功功率時(shí)的立即響應(yīng)能夠首 先與變頻器無(wú)關(guān)地執(zhí)行。
[0020] 優(yōu)選地，所述風(fēng)能設(shè)備或所有相關(guān)的風(fēng)能設(shè)備W所謂的全逆變器運(yùn)行的方式運(yùn) 行。在該全逆變器運(yùn)行中，為了對(duì)正常的發(fā)電操作進(jìn)行闡述，發(fā)電機(jī)的由發(fā)電機(jī)從風(fēng)中提取 的全部能量被整流并且傳輸?shù)较鄳?yīng)的直流電壓中間回路中。從該直流電壓中間回路中，所 述頻率逆變器或者多個(gè)相應(yīng)共同作用的頻率逆變器產(chǎn)生待饋入的功率，即根據(jù)頻率、相位 和振幅待饋入的電流。
[0021 ]在功率提取的操作中，也僅簡(jiǎn)稱為逆變器的所述頻率逆變器將功率或能量從供電 網(wǎng)中導(dǎo)入到直流電壓中間回路中。隨后，相應(yīng)的消耗器能夠從該直流電壓中間回路提取相 應(yīng)的能量。有利的是，雖然在相應(yīng)的消耗器上用于提取運(yùn)種功率的指令信號(hào)從風(fēng)能設(shè)備中 或者甚至風(fēng)電場(chǎng)中的中央部位處進(jìn)行，但是相應(yīng)的消耗器自主地實(shí)行緊隨其后的轉(zhuǎn)換。最 后，相應(yīng)的消耗器在其它情況下也自主地工作，也就是說(shuō)，當(dāng)所述消耗器不用于功率消耗而 是用于正規(guī)地運(yùn)行消耗器功能時(shí)也自主地工作。
[0022] 優(yōu)選地，在所提出的方法中使用多個(gè)風(fēng)能設(shè)備，所述風(fēng)能設(shè)備形成風(fēng)電場(chǎng)并且在 此經(jīng)由共同的電網(wǎng)連接點(diǎn)向供電網(wǎng)饋電。由此，能夠?qū)⑺岬降男Ч退岬降奶匦越M合。 運(yùn)種在共同的電網(wǎng)連接點(diǎn)上向電網(wǎng)饋電的風(fēng)電場(chǎng)由此就可饋入的和可提取的功率的量方 面而言與單獨(dú)的風(fēng)能設(shè)備相比通常也具有顯著的價(jià)值，所述功率包括有功功率和無(wú)功功 率。優(yōu)選地，因此運(yùn)種風(fēng)電場(chǎng)W所描述的4象限運(yùn)行的方式運(yùn)行從而從供電網(wǎng)的視角來(lái)看不 僅對(duì)于提供能量而且對(duì)于調(diào)節(jié)能力的潛力價(jià)值顯著。所述風(fēng)電場(chǎng)顯著地滿足了功率供應(yīng)， 包括通常的功率需求。此外，所述風(fēng)電場(chǎng)由此也有利地影響如下情形:在過(guò)去甚至在特定的 情況下必須為降低功率而付費(fèi)。
[0023] 優(yōu)選地，提出一種風(fēng)能設(shè)備，所述風(fēng)能設(shè)備配置為用于使用根據(jù)上述實(shí)施方式中 的至少一個(gè)實(shí)施方式所述的方法。
[0024] 更優(yōu)選地提出一種風(fēng)電場(chǎng)，所述風(fēng)電場(chǎng)使用多個(gè)風(fēng)能設(shè)備并且配置為用于使用根 據(jù)上述實(shí)施方式中的至少一個(gè)實(shí)施方式所述的方法。
[0025] 優(yōu)選地，運(yùn)種風(fēng)電場(chǎng)具有用于控制風(fēng)能設(shè)備的中央的控制裝置，所述中央的控制 裝置也控制所描述的4象限運(yùn)行，使得風(fēng)電場(chǎng)能夠在電網(wǎng)連接點(diǎn)上作用為有效的饋入和調(diào) 節(jié)單元。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 接下來(lái)根據(jù)實(shí)施方式參考附圖示例性地詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0027] 圖1示意性地示出風(fēng)能設(shè)備的立體視圖。
[002引圖2示意性地示出風(fēng)電場(chǎng)。
[0029] 圖討良據(jù)象征性的圖表圖解說(shuō)明所提出的4象限運(yùn)行。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 圖1示出具有塔102和吊艙104的風(fēng)能設(shè)備100。在吊艙104上設(shè)置有轉(zhuǎn)子106,所述 轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子葉片108和導(dǎo)流罩110。轉(zhuǎn)子106在運(yùn)行時(shí)由于風(fēng)而處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中從而驅(qū)動(dòng) 吊艙104中的發(fā)電機(jī)。
[0031] 圖2示出示例性地具有Ξ個(gè)風(fēng)能設(shè)備100的風(fēng)電場(chǎng)112,所述風(fēng)能設(shè)備能夠是相同 的或者不同的。Ξ個(gè)風(fēng)能設(shè)備100因此基本上代表風(fēng)電場(chǎng)112的任意數(shù)量的風(fēng)能設(shè)備。風(fēng)能 設(shè)備100經(jīng)由電場(chǎng)電網(wǎng)114提供其功率、即尤其所產(chǎn)生的