用于补偿风电场的待馈入的电流的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将电的总电流在电网连接点处馈入电的供给电网中的风电场，其中风电场具有：至少一个风能设备，所述风能设备构成为补偿风能设备并且具有有源的补偿单元，以便产生具有被调制的补偿份额的进行补偿的子电流，其中补偿份额由有源的补偿单元来调制；和至少一个另外的风能设备，所述另外的风能设备作为无补偿的风能设备设计用于：产生不具有被调制的补偿份额的不进行补偿的子电流，其中一个或多个进行补偿的子电流和一个或多个不进行补偿的子电流在连接风能设备的场电网中叠加成待馈入的电的总电流，并且产生一个或多个进行补偿的子电流，使得待馈入的总电流在场电网中的、在场电网和电网连接点之间的部段中的或在电的供应电网中的基准点处影响出现的基准电流或出现的基准电压，以便针对该基准电流实现预设的电流形状或针对该基准电压时间实现预设的电压形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于补偿风电场的待馈入的电流的方法
本专利技术涉及一种用于将电的总电流在电网连接点处馈入供供给电网中的风电场。本专利技术还涉及这种补偿风能设备以及涉及一种用于借助这种风电场馈入电的总电流的方法和一种用于产生补偿风能设备的电流的方法。
技术介绍
尤其对于风电场而言已知的是，通过如下方式产生电的交流电流以馈入电的供电电网中：多个风能设备分别借助至少一个逆变器产生相应的子电流，所述子电流叠加成待馈入的电的总电流并且馈入到电的供给电网中。这种风能设备也称作为变流器耦合的发生器。变流器耦合的发生器的子电流主要借助于调制方法利用多个逆变器，尤其级联的逆变器产生。在使用这种调制方法中的缺点尤其在于：各个子电流会附有强的谐波振荡。该效应附加地会通过逆变器的级联的实施方案负面地放大，尤其使得待由风电场馈入的电的总电流不再满足电的供给电网的要求。在下文中将谐波振荡理解为电流的基本上和谐的谐波振荡，所述和谐的谐波振荡可以通过一系列已知的分析方法来求出。德国专利和商标局在本申请的优先权申请中检索到如下现有技术：WO01/73518A1；US8,971,066B2；F.D.Freijedo等的armonicResonancesinWindPowerPlants:Modeling,AnalysisandActiveMitigationMethods”，IEEEEindhovenPowerTech,2015；DongEnergyWindPower的HarmonicChallengesandMitigationinLargeOffshoreWindPowerPlants”，HarmonySymposium,2015年8月26；GraziaTodeschini等的“TransientResponseofaWindEnergyConversionSystemUsedasActiveFilter”，IEEETransactionsonEnergyConversion,26卷,第2号,2011年7月。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是：针对上述问题中的至少一个。特别地，应提出一种解决方案，所述解决方案能够以简单的方式方法控制和/或补偿风电场的待馈入的总电流的谐波振荡含量。根据本专利技术，提出根据权利要求1的用于将电的总电流在电网连接点处馈入电的供给电网中的风电场。风电场包括具有有源的补偿单元的至少一个风能设备和构成为无补偿的风能设备的至少一个另外的风能设备。具有有源的补偿单元的至少一个风能设备下面也称作为补偿风能设备并且构成用于：产生具有被调制的补偿比例的补偿子电流，即如下子电流：所述有源的补偿单元将补偿比例调制到所述子电流上。对此，例如能够使用有源滤波器，所述有源滤波器将补偿比例调制到由所述风能设备产生的电流上。也就是说，补偿风能设备在第一步骤中产生常规电流，在第二步骤中将已经通过有源的补偿单元产生的补偿比例调制到所述常规电流上。下面也称作为无补偿的风能设备的至少一个另外的风能设备，就补偿风能设备而言不具有有源的补偿单元并且构成用于：产生不具有被调制的补偿份额的不进行补偿的子电流，即基本上完全正常地产生。产生这种不进行补偿的子电流例如能够通过频率逆变器进行。频率逆变器例如能够使用脉宽调制或公差带方法，但是所述频率逆变器就如下而言对于不进行补偿的子电流不执行附加的调制：有针对性地将谐波比例或补偿份额补充成如此产生的电流。在任何情况下都不通过有源的补偿单元进行调制。此外，风电场的风能设备，即补偿风能设备和无补偿的风能设备经由共同的场电网彼此连接，并且经由共同的电网连接点向作为风电场的供给电网馈电。也就是说，通过风能设备产生的进行补偿的和不进行补偿的子电流在场电网中叠加成共同的待馈入的电的总电流。根据本专利技术，补偿风能设备构成用于产生具有被调制的补偿份额的进行补偿的子电流，使得在进行补偿的和不进行补偿的子电流叠加时，即在全部子电流叠加时，产生待馈入的总电流，所述总电流在基准点处形成在那里出现的基准电流，使得基准电流实现预设的电流形状或预设的电流。根据应用情况提出：代替基准电流观察基准电压，并且产生待馈入的总电流，使得该基准电压实现预设的电压形状或预设的电压。这也通过将进行补偿的和不进行补偿的子电流叠加成待馈入的总电流来实现。尤其针对如下基准点提出，观察基准电压而不是基准电流，所述基准点设置在电的供给电网中。在此，与电压形状相比电流形状是不那么重要的，而在观察场电网中的基准点或者场电网和电网连接点之间的部段中的基准点时，观察基准电流是优选的。接下来结合基准电流对实施方式和作用的阐述类似地也适用于基准电压。在这种情况下，尤其有利的是如下事实：已经存在的风电场的风能设备能够以简单的方式方法加装有源的滤波器，以便如此提高整个风电场的待馈入的电流的品质。对此，基准点能够处于场电网本身中、处于场电网和电网连接点之间或处于供给电网中。优选地，风电场具有用于检测基准电流的在基准点处出现的谐波振荡的检测机构，并且有源的补偿单元设计用于：根据基准电流的被检测到的、在基准点出现的谐波振荡，产生被调制的补偿份额，使得补偿或至少减小或最小化基准电流或基准电压的在基准点出现的谐波振荡。检测机构尤其设计用于：检测在基准点处出现的谐波振荡，并且将所述谐波振荡传送给有源的补偿单元。这能够直接地和间接地和/或经由线缆或无线电等来进行。检测机构还能够构成为测量机构或测量接收器。有源的补偿单元优选根据所检测到的谐波振荡来产生被调制的补偿份额，使得补偿或至少减少或最小化基准点处的谐波振荡。例如能够将电网连接点选择为基准点，使得补偿风能设备最小化或在最佳情况下完全地消除电网连接点处的待馈入的总电流。随后，风电场基本上在没有谐波振荡的情况下向供给电网馈电。在这种情况下尤其有利的是：具有有源的补偿单元的一个或少量风能设备能够几乎消除风电场的所有谐波振荡。优选地，风电场具有刚好一个补偿风能设备，或者风电场具有至少一个子电网，所述子电网包括刚好一个补偿风能设备。因此，对应于风电场功率调整补偿风能设备的数量。尤其为了补偿谐波振荡，根据上述实施方式之一，补偿风能设备设计用于：补偿多个无补偿的风能设备的谐波振荡，例如以大于1：5，尤其大于1：10的比例补偿。如果风电场具有多于10个风能设备，那么提出：将所述风电场划分成子网，使得根据本专利技术的风电场优选每个子网具有刚好一个补偿风能设备。尤其在补偿谐波振荡时需要尤其少量的补偿风能设备。此外，根据本专利技术，提出根据权利要求5的用于产生电功率以向电的供给电网馈电的风能设备。所述风能设备在上文和下文中称作为补偿风能设备。补偿风能设备具有有源的补偿单元，尤其有源滤波器，以便产生具有被调制的补偿份额的进行补偿的子电流，其中所述补偿份额由有源的补偿单元调制，以便在基准点处实现或产生基准电流的理论电流形状。因此，根据本专利技术的风能设备设计用于：作用为根据至少一个实施方式的在上文和下文中所描述的风电场的补偿设备。补偿风能设备还构成为常规的风能设备，例如构成为具有同步发电机和全变流器的无传动装置的风能设备，所述风能设备产生常规的子电流。此外，补偿风能设备具有有源的补偿单元，所述有源的补偿单元将补偿份额调制到该常规的子电流上。因此，通过有源的补偿单元进行调制。在此，常规的子电流根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将电的总电流在电网连接点处馈入电的供给电网中的风电场，其中‑所述风电场具有：‑至少一个风能设备，所述风能设备构成为补偿风能设备并且具有有源的补偿单元，以便产生具有被调制的补偿份额的进行补偿的子电流，其中所述补偿份额由所述有源的补偿单元来调制；‑和至少一个另外的风能设备，所述另外的风能设备作为无补偿的风能设备设计用于：产生不具有被调制的补偿份额的不进行补偿的子电流，其中一个或多个所述进行补偿的子电流和一个或多个所述不进行补偿的子电流在连接所述风能设备的场电网中叠加成待馈入的电的总电流并且‑产生一个或多个所述进行补偿的子电流，使得所述待馈入的总电流在所述场电网中的基准点处，在场电网和电网连接点之间的部段中的基准点处，或者在电的供给电网中的基准点处，影响出现的基准电流或出现的基准电压，以便针对所述基准电流实现预设的电流形状或针对所述基准电压实现预设的电压形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.06 DE 102016108394.11.一种用于将电的总电流在电网连接点处馈入电的供给电网中的风电场，其中-所述风电场具有：-至少一个风能设备，所述风能设备构成为补偿风能设备并且具有有源的补偿单元，以便产生具有被调制的补偿份额的进行补偿的子电流，其中所述补偿份额由所述有源的补偿单元来调制；-和至少一个另外的风能设备，所述另外的风能设备作为无补偿的风能设备设计用于：产生不具有被调制的补偿份额的不进行补偿的子电流，其中一个或多个所述进行补偿的子电流和一个或多个所述不进行补偿的子电流在连接所述风能设备的场电网中叠加成待馈入的电的总电流并且-产生一个或多个所述进行补偿的子电流，使得所述待馈入的总电流在所述场电网中的基准点处，在场电网和电网连接点之间的部段中的基准点处，或者在电的供给电网中的基准点处，影响出现的基准电流或出现的基准电压，以便针对所述基准电流实现预设的电流形状或针对所述基准电压实现预设的电压形状。2.根据权利要求1所述的风电场，其特征在于，设有-检测机构，所述检测机构用于检测所述基准电流或所述基准电压在所述基准点处出现的谐波振荡，其中-所述有源的补偿单元设计用于：根据所检测到的、在所述基准点处出现的谐波振荡产生被调制的补偿份额，使得补偿或至少减小或最小化在所述基准点出现的所述谐波振荡。3.根据权利要求1或2所述的风电场，其特征在于，-所述风电场具有刚好一个补偿风能设备，或者-所述风电场具有至少一个子电网，所述子电网包括刚好一个补偿风能设备。4.一种用于产生电功率以馈入到电的供给电网中的风能设备，其中所述风能设备具有有源的补偿单元，以便产生具有被调制的补偿份额的进行补偿的子电流，其中所述补偿份额由所述有源的补偿单元调制，以便在基准点处实现基准电流的理论电流形状或基准电压的理论电压形状，其中所述风能设备设计用于，作用为根据权利要求1至3中任一项所述的风电场的补偿风能设备。5.根据权利要求4所述的风能设备，其特征在于，-设有检测机构，所述检测机构用于检测所述基准电流或所述基准电压在所述基准点处出现的谐波振荡，并且-所述有源的补偿单元设计用于：根据所检测到的、在所述基准点处出现的谐波振荡调制所述补偿份额，使得补偿或至少减小或最小化在所述基准点处出现的所述谐波振荡。6.根据权利要求4或5所述的风能设备，其特征在于，-所述有源的补偿单元设置在所述风能设备的低压侧上。7.一种用于借助于风电场将电的总电流在电网连接点处馈入电的供给电网中的方法，所述方法包括如下步骤：-检测基准点处的与所述总电流相关的基准电流或与所述总电流相关的基准电压，-借助于第一风能设备产生所述总电流的至少一个第一子电流，其中所述第一风能设备构成为补偿风能设备并且具有有源的补偿单元，-借助于所述第一风能设备的所述有源的补偿单元将补偿份额调制到至少一个第一子电流上，以便补...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·布龙巴赫，
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