用于將電功率饋送到供電網(wǎng)中的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于將至少一個(gè)風(fēng)能設(shè)施的或風(fēng)電廠的電功率饋送到供電網(wǎng)中 的方法。此外，本發(fā)明設(shè)及一種用于將電能饋送到供電網(wǎng)中的風(fēng)能設(shè)施，并且本發(fā)明設(shè)及一 種用于將電能饋送到供電網(wǎng)中的、包括多個(gè)風(fēng)能設(shè)施的風(fēng)電廠。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)能設(shè)施示意地在圖1中示出，并且風(fēng)電廠示意地在圖2中示出。
[0003] 風(fēng)能設(shè)施通常是已知的并且當(dāng)今尤其用于饋送到供電網(wǎng)中的目的。在此，風(fēng)能設(shè) 施根據(jù)頻率和相位并且在考慮到供電網(wǎng)上的相應(yīng)的電壓的條件下調(diào)整要饋送的電流。運(yùn)是 在任何情況下都必須滿足并且也由已知的風(fēng)能設(shè)施滿足的基本前提條件。同樣內(nèi)容適用于 具有多個(gè)風(fēng)能設(shè)施的風(fēng)電廠，所述風(fēng)能設(shè)施共同地經(jīng)由共同的網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)（PCC)饋送到供 電網(wǎng)中。在該情況下，風(fēng)電廠饋送到供電網(wǎng)中。
[0004] 已經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間認(rèn)識(shí)到的是，不僅能夠值得期望的是，借助風(fēng)能設(shè)施或風(fēng)電廠將盡可 能多的電功率饋送到在下文中也簡(jiǎn)化地稱作為電網(wǎng)的供電網(wǎng)中，而且風(fēng)能設(shè)施或風(fēng)電廠也 用于支持電網(wǎng)。專利申請(qǐng)US6, 784, 564、US6, 891，28UUS6, 965, 174 和US7, 462, 946 描述了 相應(yīng)的解決建議。運(yùn)些申請(qǐng)已經(jīng)提出，與供電網(wǎng)中的電壓或頻率相關(guān)地，將要饋送的功率或 要饋送的電流根據(jù)高度和/或類型變化，W便由此支持供電網(wǎng)。
[0005] 當(dāng)今，在許多國(guó)家中存在供電網(wǎng)中的風(fēng)能設(shè)施占據(jù)總功率的越來越大的份額的情 況。運(yùn)引起，通過風(fēng)能設(shè)施支持電網(wǎng)的必要性增大。風(fēng)能實(shí)施在電網(wǎng)中的支配地位進(jìn)而其 影響可能性也增大。相應(yīng)地，在電網(wǎng)中通過風(fēng)能設(shè)施或風(fēng)電廠的電網(wǎng)支持也能夠是有效的。
[0006] 德國(guó)專利商標(biāo)局已經(jīng)在本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)中檢索到其他的下述現(xiàn)有技術(shù)： "TechnischeRichtlinieErzeugungsanlagenamMittelspannungsnetz,BDEW，2008 年 六月發(fā)布"和"TransmissionCode2007,NetworkandSystemRulesoftheGerman TransmissionSystemOperators,VDN，2007 年八月"。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明基于下述目的，解決至少一個(gè)上述問題。尤其，應(yīng)提出一種解決方案， 所述解決方案實(shí)現(xiàn)或者至少促進(jìn)用于支持電網(wǎng)的風(fēng)能實(shí)施的重要性越來越大。尤其，應(yīng)通 過風(fēng)能設(shè)施或風(fēng)電廠在質(zhì)量上和/或在數(shù)量上改進(jìn)電網(wǎng)支持。至少，應(yīng)提出一種替選的解 決方案。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，提出一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。根據(jù)所述方法將至少一個(gè)風(fēng) 能設(shè)施的或風(fēng)電廠的電功率饋送到供電網(wǎng)中。供電網(wǎng)具有電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)頻率。方法準(zhǔn)備 用于饋送有功電功率P和無功電功率Q。方法和相應(yīng)地執(zhí)行方法進(jìn)而用于饋送有功電功率 的風(fēng)能設(shè)施或風(fēng)電廠也準(zhǔn)備用于饋送無功電功率。
[0009] 饋送的有功功率P在此能夠經(jīng)由有功功率控制裝置根據(jù)至少一個(gè)電網(wǎng)狀態(tài)來調(diào) 節(jié)。因此，不固定地預(yù)設(shè)，或者僅與占主導(dǎo)的風(fēng)相關(guān)地饋送有功功率，而是根據(jù)至少一個(gè)電 網(wǎng)狀態(tài)、例如電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)所述有功功率。
[0010] 此外或替選地，不固定地預(yù)設(shè)，而是根據(jù)至少一個(gè)電網(wǎng)狀態(tài)、例如電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)饋 送的無功功率Q。
[0011] 在此提出，有功功率控制裝置能夠根據(jù)類型和/或在其參數(shù)化方面變化。饋送的 有功功率P與至少一個(gè)電網(wǎng)狀態(tài)、例如電網(wǎng)頻率的相關(guān)性因此能夠一-僅在風(fēng)力情況保持 不變的情況下一一變化。例如，一旦電網(wǎng)頻率高于其額定頻率0. 1個(gè)百分點(diǎn)，有功功率隨著 頻率提高而降低，然而，運(yùn)種降低在其他情況下在電網(wǎng)頻率超出其額定值0. 2個(gè)百分點(diǎn)時(shí) 才進(jìn)行。也能夠不同地選擇饋送的功率的隨后的頻率相關(guān)的降低的斜率。
[0012] 在此，饋送的有功功率P能夠部段地經(jīng)由線性關(guān)系與電網(wǎng)狀態(tài)、尤其電網(wǎng)頻率相 關(guān)。所述部段的線性關(guān)系例如能夠變化成非線性關(guān)系，例如經(jīng)由滯后函數(shù)變化，運(yùn)是變化有 功功率控制裝置的類型的一個(gè)示例。相似地，運(yùn)也能夠是變化無功功率控制裝置的類型的 示例。
[0013] 如果為了研究上述示例，W部段的線性關(guān)系為基礎(chǔ)，那么根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，關(guān) 系的斜率能夠變化。運(yùn)能夠是用于變化有功功率控制裝置一-和相似地?zé)o功功率控制裝 置一-的參數(shù)化的一個(gè)示例。
[0014] 此外或替選地提出，無功功率控制裝置能夠根據(jù)類型和/或其參數(shù)化變化。無功 功率Q和至少一個(gè)狀態(tài)、例如電網(wǎng)電壓之間的關(guān)系優(yōu)選能夠在其類型和/或其參數(shù)化方面 變化。一方面對(duì)于根據(jù)類型變化的示例，并且另一方面在參數(shù)化中，參照用于有功功率控制 裝置的可變性的普遍示例。
[0015] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式提出，用于要饋送的有功功率的有功功率控制裝置根據(jù)至少一 個(gè)電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)設(shè)有功功率理論值。在此，尤其根據(jù)電網(wǎng)頻率、根據(jù)電網(wǎng)頻率的變化和/或根 據(jù)電網(wǎng)電壓預(yù)設(shè)有功功率理論值。對(duì)此，能夠經(jīng)由梯度，即經(jīng)由求頻率變化對(duì)時(shí)間的偏導(dǎo)數(shù) 限定或檢測(cè)電網(wǎng)頻率的變化。
[0016] 優(yōu)選地提出，用于要饋送的無功功率的無功功率控制裝置根據(jù)至少一個(gè)電網(wǎng)狀態(tài) 預(yù)設(shè)無功功率理論值。因此，相應(yīng)地，尤其根據(jù)電網(wǎng)電壓、根據(jù)電網(wǎng)頻率和/或電網(wǎng)頻率的 變化來預(yù)設(shè)無功功率理論值。
[0017] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，有功功率控制裝置而且此外或替選地?zé)o功功率控制裝置根據(jù) 電網(wǎng)靈敏度變化。
[0018] 在此，將電網(wǎng)靈敏度理解成電網(wǎng)尤其關(guān)于共同的電網(wǎng)連接點(diǎn)對(duì)作用于電網(wǎng)的變量 變化的反應(yīng)。電網(wǎng)靈敏度能夠定義成關(guān)于電網(wǎng)影響變量的差值的電網(wǎng)反應(yīng)的差值。尤其， 在該情況下，考慮關(guān)于饋送的有功功率和電網(wǎng)電壓的大小的定義。簡(jiǎn)化地，例如對(duì)于電網(wǎng)靈 敏度NS能夠定義下述公式： Alf
[001引說二共
[0020] 在此，AP表示饋送的有功功率的變化，即饋送的電廠功率的變化，并且AU表示 電網(wǎng)電壓U的產(chǎn)生的變化。運(yùn)些差值在非常短的時(shí)間間隔中，尤其在一秒或更短的范圍中 形成并且有利地替代關(guān)于電壓的差值與功率的差值的所述直觀的公式也能夠相應(yīng)地求電 網(wǎng)電壓U對(duì)饋送的電廠功率P的偏導(dǎo)數(shù)。作為電網(wǎng)反應(yīng)也能夠考慮電網(wǎng)頻率f的變化?？?慮電網(wǎng)敏感性的另一個(gè)途徑是經(jīng)由下述公式：
[0021]
[0022] 因此，電網(wǎng)靈敏度優(yōu)選地用作為用于要選擇的或要變化的有功功率控制裝置和/ 或要選擇的或要變化的無功功率控制裝置的量值。如果電網(wǎng)靈敏度最低限度明顯地變化， 那么相應(yīng)的有功功率控制裝置和/或相應(yīng)的無功功率控制裝置能夠在類型和/或參數(shù)化方 面變化。類型的變化相應(yīng)于控制的類型的變化，兩者在此同義地應(yīng)用。
[0023] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，根據(jù)饋送點(diǎn)上的短路電流比變化有功功率控制裝置和/或 無功功率控制裝置。
[0024] 也稱作為SCR(化OrtCircuitRatio,短路比）的短路電流比表示短路功率與連接 功率的比。在此，將短路功率理解成下述功率：在電網(wǎng)連接點(diǎn)上出現(xiàn)短路時(shí)，相關(guān)的供電網(wǎng) 在觀察的、連接風(fēng)能設(shè)施或風(fēng)電廠的電網(wǎng)連接點(diǎn)上能夠提供的功率。連接功率是所連接的 風(fēng)能設(shè)施的或所連接的風(fēng)電廠的連接功率進(jìn)而尤其是要連接的發(fā)電機(jī)的額定功率或風(fēng)電 廠的發(fā)電機(jī)的全部額定功率的總和。因此，短路電流比是供電網(wǎng)關(guān)于所述觀察的電網(wǎng)連接 點(diǎn)的強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于所述電網(wǎng)連接點(diǎn)的強(qiáng)的供電網(wǎng)通常具有例如為SCR= 10或更大的 大的短路電流比。
[0025] 已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的是，短路電流比也能夠給出關(guān)于相關(guān)的供電網(wǎng)在電網(wǎng)連接點(diǎn)上的狀 態(tài)的信息。在此，短路電流比也能夠