用于借助风电场将电功率馈送到供电网的方法以及具有黑启动的风电场技术

本发明专利技术涉及一种用于借助于至少一个风电场(WP1)将电功率馈送到供电网(1)中的方法，所述风电场分别经由电网连接点(12)连接到所述供电网中，其中所述供电网(1)以电网频率来运行，和每个风电场(WP1)具有多个风能设备(100)，包括下述步骤：确定：所述供电网(1)是否处于运行中，如果所述供电网(1)未处于运行中，那么在黑启动模式中启动至少一个风电场(WP1)，以用于产生用于馈送到所述供电网(1)中的电功率，在黑启动运行中运行至少一个风电场(WP1)，在所述黑启动运行中，电功率被馈送到所述供电网(1)中，并进而所述供电网(1)运行，其中在所述黑启动模式中和/或在所述黑启动运行中，通过馈送所述电功率来预设电网频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于借助风电场将电功率馈送到供电网的方法以及具有黑启动的风电场
本专利技术涉及一种用于借助于至少一个风电场将电功率馈送到供电网中的方法。此外，本专利技术涉及一种风电场，并且本专利技术也涉及一种用于执行根据本专利技术的方法的控制设备和一种用于控制根据本专利技术的风电场的控制设备。
技术介绍
已知的是，通过风能设备，特别是通过多个组合成风电场的风能设备将电功率馈送到供电网中，所述电功率经由共同的电网连接点馈送到供电网中。也已知的是，借助多个风电场在不同的电网连接点处馈送到相同的供电网中。这样的方法的前提条件原则上是：电网处于运行中。虽然也已知下述方法，其中通过风能设备也考虑电网中的干扰，但是即使存在短期干扰，在这种情况下供电网仍然处于运行中。即使完全的电压骤降会短时间存在，供电网仍会规律地返回，并且风能设备或风电场能够继续其馈电。因此，例如国际申请WO2005/031941A1描述了一种方法，其中在电网中出现干扰时，风能设备保持与电网连接，并且在干扰结束时，将明显更高的功率馈送到电网中，以便在这种情况下支持电网。但是在此也仅辅助现存的电网，所述电网处于运行中并且也在无故障的情况下再次独立地返回到运行中。所述设计方案基于如下基本构思：供电网至少也由大型发电厂供电和引导。在此，非常大的同步发电机定期地直接与电网耦合，所述同步发电机承担所述引导任务，并且在此也预设电网频率。然后，分散的馈电器以及风能设备或风电场能够以此为导向。孤岛型电网小且自身封闭，尤其当孤岛型电网实际上设置在(小)岛上时如此，所述孤岛型电网于是通常具有所谓的电网形成器(Netzbildner)。所述电网形成器例如能够是同步发电机，所述同步发电机由内燃发动机、特别是柴油发动机驱动。在公开文献DE10044096A1中描述了这样的系统。因此，最终也在该处电网通过直接耦合的同步发电机引导。现在可能成问题的是，供电网完全失灵，特别是在停电之后完全失灵，并且必须再次投入运行。类似的情况也适用于供电网的初次投入运行，其中目前几乎不会发生这种情况，除了在本申请中不涉及的小型孤岛型电网之外。在这种再次投入运行的情况下，大型发电厂原则上通过其同步发电机再次恢复运行。为此，再次起动一个或多个大型发电厂，并且然后在相应的电网切换点处按顺序接通消耗器。但是，如果这样的具有同步发电机的大型发电厂没有连接到再次投入运行的供电网上，那么这样的系统不能工作。如果例如发生局部停电，那么对于较大的被切断的子电网而言也会发生这样的问题。一种可能性在于，对于这种情况设有电网形成器，如这在孤岛型电网的情况下那样。但是，这会具有以下缺点：这样的电网形成器只针对这种再次投入运行必须预备，并由此通常并不需要，因为这种再次投入运行或初次投入运行相当鲜少发生。德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到以下现有技术：DE10320087A1、EP1965483A1、EP1909371A2、EP2632012A1、US2015/0042092A1、CN104953616A、DE10044096A1、WO2005/031941A1。
技术实现思路
因此，本专利技术所基于的目的是，解决上面提及的问题中的至少一个。尤其，要提出一种解决方案，在不使用具有直接耦合的同步发电机的大型发电厂的情况下，使供电网或其一部分投入运行或再次投入运行。至少应相对于至今为止已知的解决方案提出一种替选的解决方案。因此，根据本专利技术提出一种根据权利要求1所述的方法。所述方法基于风电场，所述风电场经由电网连接点连接到供电网中并且要经由所述电网连接点将电功率馈送到供电网中。供电电网或简称供电网以电网频率运行，例如以50Hz或60Hz的电网频率运行。也能够提出，使用多个风电场进行馈送，其中每个风电场具有多个风能设备，并且风电场分别经由自己的电网连接点连接到供电网上并且对其进行馈送。所述方法现在提出，首先确定：供电网是否处于运行中。该确定尤其能够由至少一个风电场进行，并且为此能够存在和使用风电场的中央控制器。还考虑的是，特别是如果涉及多个风电场，那么使用上级的控制装置。如果确定：供电网未处于运行中，那么至少一个风电场以黑启动模式启动，以便产生电功率并将其馈送到供电网中。在黑启动模式中已启动的至少一个风电场现在以黑启动运行来运行。在该黑启动运行中，电功率被馈送到供电网中并由此供电网运行，尤其也再次投入运行。在该黑启动模式或黑启动运行中，通过馈入电功率来预设电网频率。因此，电网频率通过至少一个进行馈电的风电场来预设。因此，所提出的方法提出一种可能性：使未处于运行中的供电网、即尤其是停电的供电网再次投入运行，而对此不需要大型发电厂，尤其是对此不需要具有同步发电机的大型发电厂，所述同步发电机直接与电网耦合，所述同步发电机预设电网频率。因此，风电场，可能是多个风电场，识别出：电网未处于运行中并且独立地起动所述电网。在此，供电网不理解为孤岛型电网，而是理解为如下供电网，其是非隔离的并且尤其不具有一个或多个风电场和可能的另外的分散式产生单元作为唯一的产生器。在此，作为基础的供电网在正常运行中与至少一个大型发电厂耦合，所述大型发电厂馈电到供电网中。这也能够包含：已被确定为其未处于运行中的供电网此刻未与大型发电厂耦合，因为这样的大型发电厂已与供电网断开和/或与另一子电网连接，并且该子电网已与已被确定为其不处于运行中的供电网断开。在这种情况下，在供电网启动并且供电网投入运行或再次投入运行之后，稍后能够建立与所述的子电网和/或所述的大型发电厂的连接，以便最终再次建立供电网的正常运行。例如，在此考虑的供电网能够形成欧洲联合电网的一部分。因此，该方法提出了一种可能性：在没有这样大型发电厂的情况下自动投入运行，并且这一方面具有以下优点，即能够在没有相应的大型发电厂的情况下执行这样的投入运行。因此，如果与大型发电厂的连接此刻断开，那么能够投入运行。但是，其也具有以下优点：与这利用一个或多个大型发电厂进行的情况相比，可能能够更快地执行投入运行，尤其是再次投入运行。原因特别是在于，风能设备能够通过逆变器的使用而非常快速和灵活地进行调节。如果供电网失灵，那么这通常归类为严重干扰。这种干扰经常引起：馈电到该供电网中的多个或所有大型发电厂被关断。相应地，为了供电网再次投入运行，这些大型发电厂，至少其中一部分必须首先再次投入运行，或者专门针对黑启动而设置的发电厂必须启动。借助于在此提出的风电场进行的再次投入运行因此可选地能够提供一种改进的解决方案，尤其是实现更快速的再次投入运行。根据一个实施形式提出，风电场经由相应的电网连接点与供电网连接，其中供电网在连接之前未处于运行中，尤其是不具有电网频率，并且供电网在连接之后通过由至少一个风电场馈电而具有电网频率。因此，供电网最初未处于运行中。所述供电网尤其不具有电网频率，就此而言，这也能够用作为对供电网未处于运行中的指示器。仅与风电场的连接和通过风电场以相应的频率馈送电功率引起：供电网因此具有电网频率，其中风电场因此预设该相应的频率。优选地，在黑启动运行中，频率发生器产生频率信号并且可选地也产生相位信号。这能够提供给至少一个风电场作为控制信号，并且所述至少一个风电场然后基于该控制信号来设定频率和可选地设定相位。尤其，这种频率发生器是至少一个风电场的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助于至少一个风电场(WP1)将电功率馈送到供电网(1)中的方法，所述风电场分别经由电网连接点(12)连接到所述供电网上，其中‑所述供电网(1)以电网频率来运行，和‑每个风电场(WP1)具有多个风能设备(100)，所述方法包括下述步骤：‑确定：所述供电网(1)是否处于运行中，‑如果所述供电网(1)未处于运行中，那么在黑启动模式中启动所述至少一个风电场(WP1)，以用于产生用于馈送到所述供电网(1)中的电功率，‑在黑启动运行中运行所述至少一个风电场(WP1)，在所述黑启动运行中，将电功率馈送到所述供电网(1)中，并由此运行所述供电网(1)，其中‑在所述黑启动模式中和/或在所述黑启动运行中，通过馈送所述电功率来预设所述电网频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.29 DE 102016105662.61.一种用于借助于至少一个风电场(WP1)将电功率馈送到供电网(1)中的方法，所述风电场分别经由电网连接点(12)连接到所述供电网上，其中-所述供电网(1)以电网频率来运行，和-每个风电场(WP1)具有多个风能设备(100)，所述方法包括下述步骤：-确定：所述供电网(1)是否处于运行中，-如果所述供电网(1)未处于运行中，那么在黑启动模式中启动所述至少一个风电场(WP1)，以用于产生用于馈送到所述供电网(1)中的电功率，-在黑启动运行中运行所述至少一个风电场(WP1)，在所述黑启动运行中，将电功率馈送到所述供电网(1)中，并由此运行所述供电网(1)，其中-在所述黑启动模式中和/或在所述黑启动运行中，通过馈送所述电功率来预设所述电网频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述黑启动模式中，所述风电场(WP1)经由相应的所述电网连接点(12)与所述供电网(1)连接，其中-所述供电网(1)在连接之前未处于运行中，尤其不具有电网频率，和-所述供电网(1)在连接之后通过由所述至少一个风电场(WP1)进行馈送而具有所述电网频率。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述黑启动运行中，频率发生器产生频率信号并且可选地还产生相位信号，并且将其作为控制信号提供给所述至少一个风电场(WP1)，并且所述至少一个风电场(WP1)基于所述控制信号来设定频率和可选地设定相位。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述风能设备(100)中的一个风能设备作为主设备工作，用于预设频率并且可选地用于预设相位，并且其余的风能设备与其匹配，尤其是与其同步，和/或在使用多个风电场(WP1)时，一个风电场(WP1)作为主风电场工作，用于预设频率并且可选地用于预设相位，并且其余的风电场(WP1)与其匹配，尤其是与其同步。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了启动所述至少一个风电场(WP1)，使用来自能量储存器的电能，并且可选地，为了馈送所述电功率中的至少一部分，使用来自所述能量储存器中的能量。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在启动所述至少一个风电场(WP1)之前，在相应的电网连接点(12)中的至少一个电网连接点处检测电网阻抗，以便检查所述供电网(1)的运行能力，和/或以便在所述黑启动模式中的启动与其的匹配，和/或如果从所检测到的电网阻抗中得出：所述供电网(1)无运行能力，那么可选地不启动所述风电场(WP1)。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述黑启动模式中启动所述至少一个风电场(WP1)时或紧接其后，接通与所述供电网(1)连接的至少一个消耗器，以便用作为用于馈送到所述供电网(1)中的功率的负载，使得在所述供电网(1)中，电流能够流至所述至少一个消耗器。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述供电网(1)的运营商的外部信号或通过中央控制单元(10)的外部信号来触发在所述黑启动模式中的启动。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述黑启动模式中启动之前，断开所述供电网的与所述电网连接点(12)连接的子电网(N1)，以便与所述供电网(1)的其余部分无关地启动和运行，和可选地，在另一步骤中，被断开的并且在所述黑启动运行中运行的子电网(N1)与所述供电网(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔弗雷德·贝克曼，马蒂亚斯·巴尔奇，马塞尔·克鲁泽，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE