具有改进的额定值跃变特性的风电场调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种风电场，其具有至少两个风力发电设备(1)并且具有场区主控器(2)，场区主控器具有用于控制风力发电设备(1)的功率调节器(3)，在场区主控器上施加有针对风电场功率给出的额定值信号(PS_Park)，并且场区主控器输出针对风力发电设备的功率给出的额定值信号(PS_WEA)，其中，功率调节装置(3)具有预测器(4)，该预测器被构造成用于在风电场的额定值信号发生改变的情况下确定风力发电设备(1)的经校正的额定值，其中，经校正的额定值接入功率调节器(3)上。由于有了预测器(4)，能够在针对风电场的额定值跃变之后更快且更精确地计算出针对风力发电设备的额定值。尤其是即使风力发电设备处于不同的运行状态下并且生产出不同量的功率，这也适用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种风电场，该风电场具有至少两个分别具有运行控制装置的风力发电设备以及具有用于控制这些风力发电设备的场区主控器。将针对风电场的功率给出的额定值信号施加到场区主控器处，由此，该场区主控器生成针对风力发电设备的功率给出的额定信号。
技术介绍
由于风力发电设备的不断扩建而需要使一些风电场也参加电网调节。为此，这些风电场能够从电网运行员获得用于待给出的有效功率的额定值。因此，尤其是在强风状态下限制了由这些风电场所给出的有效功率，以便防止电网过载或出现不希望的电网频率上升，这可能进而导致其他电网故障。这种给风电场所预定的额定值不是静态的，而是会依赖于运行条件而发生改变。在此，改变既能够向下得到更小的功率，也能够向上得到更大的功率。这些额定值被施加到风电场的场区主控器处。该场区主控器包含以如下方式对由风电场给出的功率的调节，即，使该场区主控器影响由各个风力发电设备给出的有效功率。为此，场区主控器向这些风力发电设备输出相应的额定值信号。与之相关地，公知有针对场区主控器的两种不同的构型。在第一构型中，场区主控器在额定值发生改变的情况下向风力发电设备输出新的统一的额定值。针对风力发电设备的统一的额定值的优点是易于计算。然而这是用在此不会考虑各个风力发电设备的运行状态而换来的。因此场区主控器的调节必须相当缓慢地动作，尤其是为了在功率降低的情况下应对欠冲(Unterschwingern)(这可能导致巨大的产量损失)的危险。然而如此迟钝的调节在实践中是不利的。在另一构型中，场区主控器向各个风力发电设备输出独立的额定值。这在考虑到各自
的、单个的风力发电设备的可用功率的情况下发生。优点在于，更精确地适配于各个风力发电设备的各自的状况。然而与该优点相对的缺点在于：对可获知可用功率的精确性有很大的依赖性。另外的缺点在于，该方案耗费极其明显并且在风电场的信号网络中产生许多数据流量。由于这些高的数据流量需求并不能总是实时地得到满足，因此使得该方案在实践中不是非常可靠。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种经改进的调节装置，该调节装置的优点在于，将具有更大的快速性的优点与稳定性和低耗费结合起来。根据本专利技术的解决方案在于独立权利要求的特征。有利的改进方案是从属权利要求的主题。风电场，其具有至少两个分别具有运行控制装置的风力发电设备以及包含功率调节装置的用于控制这些风力发电设备的场区主控器，在场区主控器处施加有针对风电场的功率给出的额定值信号，并且该场区主控器输出针对风力发电设备的功率给出的额定信号，根据本专利技术在风电场中设置的是，功率调节装置具有预测器，该预测器被构造成用于在针对风电场的额定值信号发生改变的情况下确定经校正的针对风力发电设备的额定值，其中，这些经校正的额定值被接入功率调节器上。本专利技术基于如下认识，借助预测器能够实现在针对风电场的额定值发生改变之后，快速为针对风力发电设备的优选统一的额定值进行新的调整。由于有了预测器，使得新的待调整的值能够比迄今为止所能够实现这一点地更精确地实现。这仅还需要很少的后续调整。由此，预测器在其调整特性方面是稳健的，并且尤其避免欠量(Unterschieβen)，也就是说，调整出过低的额定值，该欠量通常具有偶尔巨大的产量损失的不期望的结果。因此，由于有了根据本专利技术的
预测器而使损失最小化。此外，预测器仅需要相对少的耗费，这是因为预测器能够实现的是，设置有针对场区的风力发电设备的主要额定值，并且使得只有以高耗费才能传输的各个额定值变得多余。本专利技术能够实现的是，还利用可以相对简单地参数化的预测器来实现在发生额定值跃变时对风电场的特性的显著改善。根据本专利技术的预测器的出人意料的优点在于，预测器相对于在场区中的各个风力发电设备的不同运行状态是稳健的。因此，这尤其是有重大实用意义的，这是因为正是在较大的风电场中常常在风电场的不同区域中会出现不同的风速。因此，这些风力发电设备处于不同的运行状态下并且会生产出不同量的功率。能够看出本专利技术的功劳在于：根据本专利技术的预测器即使在这样困难的条件下仍导致在实践中的非常有利的结果。在现有技术中没有对此的指导。下面首先解释几个所应用到的术语：额定值被理解为针对允许由风力发电设备或该风电场最大地给出的有效功率的预定值。归咎于风力发电设备本质的是：风力发电设备在风情弱的情况下不能总是达到该额定值；但是另一方面如果有足够的风吹动，则风力发电设备不应超过该值。额定值信号可以作为绝对的功率预定来实现(例如以kW或MW计)，或者也可以设置为所谓的标准化的量(一般来说参照额定功率并且由此是无量纲的，例如是百分数)。本专利技术能够实现的是，风电场的风力发电设备获得相同的额定值。然而并不对此是绝对强制地，同这完全一样好的是，也可以在风电场中形成多个风力发电设备的组，其中，使每个组获得其自己的额定值。“接入”被理解为影响功率调节器，尤其是影响功率调节器的输入和/或输出信号(尤其借助累加式或乘积式接入方式)并且/或者影响功率调节器自身(尤其作为前馈控制装置、反馈控制装置或干扰变量
接入装置)。预测器优选具有风电场的逆反的模型。特别适宜的是，该逆反的模型在此是指简化的模型。利用该简化的模型节省了计算时间，并且该简化的模型还提供如下显著的优点：与复杂的模型相比，能够明显更简单地将该简化的模型参数化。因此，根据本专利技术的预测器的已提及的稳健性相对于模型不精确性也造成有利的影响，从而使预测器利用简单的模型就已经获得好的结果。有利地，预测器具有针对风力发电设备的可用功率的评估器。该评估器是基于如下认识的：针对在受额定值限定的运行中的风力发电设备的功率的静态的最终值一方面是最小的风力发电设备额定值，并且另一方面是风力发电设备的由风力条件所确定的目前的最小的实际功率。由此，本专利技术利用如下优点：所需要的值能够精确地测量到并且/或者一般来说在运行控制中本来已经存在。因此，基于此的评估器一方面提供好的结果而且耗费还要求少。在此基础上，借助附加评估器能够以简单的方式通过对风电场的各个风力发电设备的功率求总和来确定预期的场区功率。优选地，还从该总和中减去针对在场区中的功率损失的值。针对场区损失的值可以总共从一方面是各个风力发电设备的如前述所形成的总和与另一方面是风电场的所测量到的功率给出的差来确定。因此，本专利技术根据如下关系式： P s t a t _ P a r k = ( Σ i M i n ( P i s t ( i ) , P 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场，所述风电场具有至少两个风力发电设备(1)并且具有场区主控器(2)，所述至少两个风力发电设备分别具有运行控制装置(12)，所述场区主控器具有用于控制所述风力发电设备(1)的功率调节器(3)，在所述场区主控器上施加有针对风电场功率给出的额定值信号(PS_Park)，并且所述场区主控器输出针对所述风力发电设备的功率给出的额定信号(PS_WEA)，其特征在于，所述功率调节装置(3)具有预测器(4)，所述预测器被构造成用于在针对所述风电场的额定值信号发生改变的情况下确定针对所述风力发电设备(1)的经校正的额定值，其中，所述经校正的额定值接入所述功率调节器(3)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.22 DE 102014000790.11.一种风电场，所述风电场具有至少两个风力发电设备(1)并且具有场区主控器(2)，所述至少两个风力发电设备分别具有运行控制装置(12)，所述场区主控器具有用于控制所述风力发电设备(1)的功率调节器(3)，在所述场区主控器上施加有针对风电场功率给出的额定值信号(PS_Park)，并且所述场区主控器输出针对所述风力发电设备的功率给出的额定信号(PS_WEA)，其特征在于，所述功率调节装置(3)具有预测器(4)，所述预测器被构造成用于在针对所述风电场的额定值信号发生改变的情况下确定针对所述风力发电设备(1)的经校正的额定值，其中，所述经校正的额定值接入所述功率调节器(3)上。2.根据权利要求1所述的风电场，其特征在于，所述预测器(4)包括优选简化的、逆反的场区模型(5)。3.根据权利要求2所述的风电场，其特征在于，所述预测器(4)包括针对所述风力发电设备(1)的可供使用的功率的评估器，所述评估器优选构造为从所述风力发电设备的实际功率和所述风力发电设备的额定值中形成最小值的最小值形成器(60)。4.根据权利要求3所述的风电场，其特征在于，还设置有针对所述风电场的可供使用的功率的附加评估器(6)，所述附加评估器被构造成用于对所述风力发电设备(1)的由所述评估器(60)确定的功率进行求和并且优选确定针对待减去的损失功率的评估值。5.根据权利要求2至4中任一项所述的风电场，其特征在于，所述预测器(4)具有功率求差模块(50)和计数器(56)，其中，所述功率求差模块(50)被构造成用于确定相对于新的场区额定值缺失的
\t功率值，并且所述计数器(56)配设有过滤器(54)，所述过滤器仅检测具有正的功率储备的风力发电设备。6.根据权利要求5所述的风电场，其特征在于，设置有分配器模块(57)，所述分配器模块将由所述功率求差模块(50)确定的功率值仅按照由所述计数器(56)检测到的具有正的功率储...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·施勒特尔，延斯·盖斯勒，托马斯·奥特，罗曼·布卢姆，
申请(专利权)人：森维安有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE