在风力发电园中多个风力发电设备中的功率降低制造技术

一种风力发电园和一种用于操作风力发电园的方法，该风力发电园具有发电园主控（3）和多个风力发电设备（1）。该发电园主控（3）预定这些风力发电设备（1）的功率输出。该风力发电园能够在正常运行方式和功率降低的节流运行方式中运行。该发电园主控（3）为此向这些风力发电设备（1）输出节流信号。根据本发明专利技术通过以下方式对于每个参与的风力发电设备确定单独的额定功率降低P额定，i：对于每个风力发电设备确定可用功率P可用（i）并且将这个可用功率减小某一降低量ΔPi；通过具有相同升高时间的优化条件T恢复，优化=T恢复，i的优化方法，对于风力发电设备来确定该降低量ΔPi；以及重复，直到该优化方法实现可预设的中断标准。不仅在功率降低而且还在功率升高时实现了对风力发电园的动态高品质调节行为。通过考虑单独风力发电设备的个体功率升高能力，风力发电设备同步地实现了其分别的最大功率输出。有效地避免了伴随出现的负面情况，如过冲或缓慢的渐进式近似。

Power Reduction in Multiple Wind Power Generation Equipment in Wind Power Generation Park

A wind power park and a method for operating the wind power park have a main control (3) and a plurality of wind power generating equipment (1). The main control of the power park (3) schedules the power output of the wind power generation equipment (1). The wind power park can operate in normal operation mode and power reduction throttling operation mode. For this purpose, the main control (3) of the power park outputs throttling signals to these wind power generation equipment (1). According to the invention, a separate rated power reduction P rating is determined for each participating wind power generation equipment by the following ways: determining the available power P availability (i) for each wind power generation equipment and reducing the available power by a certain reduction amount P i; optimizing the condition T recovery with the same rising time, optimizing = T recovery, I optimizing the method for wind power generation design Prepare to determine the reduction amount Pi; and repeat until the optimization method achieves predictable interruption criteria. The dynamic high-quality regulation behavior of wind power park is realized not only when the power is reduced but also when the power is increased. Considering the individual power rise capability of individual wind power generation equipment, wind power generation equipment realizes their respective maximum power output synchronously. It effectively avoids the accompanying negative situations, such as overshoot or slow progressive approximation.

【技术实现步骤摘要】
在风力发电园中多个风力发电设备中的功率降低本专利技术涉及一种用于在风力发电园中降低功率的方法。风力发电园包括发电园主控和多个风力发电设备，这些风力发电设备产生并输出电能。除了正常运行方式之外，还可以有功率降低的运行方式，其中在发电园主控处施加用于使发电园功率降低的信号并且在此基础上风力发电设备对其功率产生进行节流。随着可再生能源的发展，风力发电园更多地用于对电网稳定性做出贡献。风力发电园例如通过调节功率输出（包括在有效功率输出方面）来实现其贡献。在此，在调节品质方面对风力发电园提出的要求越来越高。尤其在改变功率要求时需要更高的调节速度。当风力发电园作为整体应输出更少的功率时，必须降低单独的风力发电设备的功率输出。至今已知的是，对于单独的风力发电设备确定新的额定预定值并且将其传送到风力发电设备。通过个体的预定值，该方法在具有经常更新的预定值的动态变化的预定值的情况下是相对缓慢的并且因此不适合高调节速度。此外已知，确定共用的总体预定值并且将其传送到风力发电设备。这虽然提供了快速传送的优点，但是在具有困难的风力条件（例如少风）的风力发电设备处尤其导致问题。这些风力发电设备可能无法完全跟随经常变化的功率输出预定值（缺乏足够的风力）。这产生了风力发电园的整体调节行为的显著劣化。从EP2028368B1已知另一种方法。在此对于每个风力发电设备确定与相应的风力条件相关的可用功率。然后与用于作为整体的风力发电园的外部预定值相关地降低每个风力发电设备在其功率输出中的百分比。因此在功率降低时，所有风力发电设备可以毫无问题地跟随；然而，在功率提升时，有时不是所有风力发电设备都能跟随。这意味着，在功率提升时调节行为的动态特性不是最优的。本专利技术的基本目的在于，创造一种改进的风力发电园或操作方法，其在更高的调节品质下具有更大的调节速度。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。在一种用于操作风力发电园的方法，该风力发电园包括发电园主控和用于产生电功率的各具有一个控制器的多个风力发电设备，其中该发电园主控预定这些风力发电设备的功率输出，并且该风力发电园能够在正常运行方式和功率降低的节流运行方式中运行，其中在该节流运行方式中，在该发电园主控处施加用于该风力发电园的功率降低ΔP额定，发电园的信号并且在此基础上使参与的风力发电设备对其功率生成进行节流，根据本专利技术提出通过以下步骤对于每个参与的风力发电设备确定单独的额定功率降低P额定（i）：对于每个参与的风力发电设备来确定可用功率P可用（i）并且将这个可用功率减小某一降低量ΔPi；通过具有优化条件T恢复，优化=T恢复(ΔPi,xi)的优化方法，对于所有参与的风力发电设备来确定该降低量ΔPi；以及重复，直到该优化方法实现可预设的中断标准。下面将首先解释所使用的若干术语：“可用功率”理解为在实际主导的（风力）条件下一台风力发电设备最大可输出的功率。“升高时间”理解为风力发电设备用于将其功率输出从较低的第一值提高到较高的第二值、尤其无节流的功率值所需的持续时间。本专利技术基于如下认识：在通过考虑单独风力发电设备的功率升高能力的优选方法的背景下能够明显提高整个风力发电园的动态调节品质。通过本专利技术可以实现的是，不仅在功率降低而且还在功率升高时实现了对风力发电园的动态高品质调节行为。本专利技术通过考虑单独风力发电设备的个体功率升高能力完成了，使风力发电设备同步地实现了其各自的最大功率输出。有效地避免了伴随出现的负面情况，如在现有技术中部分情况下出现的过冲或缓慢的渐进式近似。本专利技术还已知，在适当时不完全执行该优化方法也可以是有利的。这提供了更快速处理的优势。由此可以实现改进的实时能力。这尤其适用于当在固定的时长上不完全执行时。由此确保，对于下一个处理步骤实时提供新的优化结果。该固定的时长有利地是持续时间。这提供了如下优势：可以以此方式（在限定的极限之内）实现实时能力。但是也可以提出，该时长通过优化方法的重复次数来确定。便利的是，尤其从上一次执行的优化运行的结果出发以增量的方式执行该优化方法（也称为暖启动）。由此，无需在每次运行中执行全部计算。而是，仅部分地运行该优化方法就已经足够（例如通过固定地预先给出的迭代步骤数量）。在此然后将先前运行的中间结果用在该优化方法的后续运行中。因此明显降低了单独运行中的计算强度并且最终仍然在多次运行中实现收敛。尤其在不完全优化的情况下，已经证实有用的是，强制满足次要条件。于是作为次要条件可以提出，风力发电设备处的功率降低的总和应总体上对应于风力发电园的所要求的功率降低（ΣΔPi=ΔP额定，发电园），并且这作为次要条件考虑到优化方法中且在适当时是强制的。然而，依据优化算法，只有在实现收敛时才满足次要条件。于是必须在提前中断之后采取适当的措施来强制满足次要条件。这可以例如借助于通过修正因子缩放来进行。该方法有利地可以通过引入风力发电设备的需要保持的最小功率作为另外的次要条件而进一步改进。由此保证每个风力发电设备供应一定的有效功率，并且另一方面还负载有有效功率。因此避免了使风机转子完全解除负载，由此有效消除了由于大幅度解除负载造成的风力发电设备的驱动系中不稳定的危险。此外可以提出，关闭风力发电园的风力发电设备中的一部分，尤其具有低于可设定阈值的可用功率的那些风力发电设备。由此防止具有过低可用功率的风力发电设备妨碍该优化方法。有利地提出，储存用于映射所参与的风力发电设备的升高时间的函数，优选作为多项式。由此可以分析的方式直接用数值计算相应的风力发电设备的延迟时间。但是也可以提出，将升高时间的函数储存在特征曲线图中，优选多维的特征曲线图。这提供了高速度的优点。此外可以预先设定，将优化方法至少部分地分散式实施。由此可以高效利用保存在当地的风力发电设备数据。特别便利的是，使用非线性的优化方法，例如牛顿方法。由此可以使优化方法更好地匹配风力发电设备的特性。由此可以改进调节品质以及优化速度。本专利技术还涉及一种对应地运行的风力发电园。更详细的说明参见前文的说明。下面将参考附图借助于实施例来详细解说本专利技术。附图示出：图1根据本专利技术实施例的风力发电园的概览图示；图2发电园主控的功率调节器的示意图；图3流程图；图4展示风力发电园和风力发电装置的功率行为的图表；以及图5与现有技术的对比。图1示出根据本专利技术实施例的风力发电园。该风力发电园包括多个风力发电设备1以及发电园主控3，这些风力发电设备通过发电园内部的网络2彼此相连。风力发电设备1在所示的实施例中基本上相同地建造。它们分别具有塔架10，在其上端安排有在方位角方向上可旋转的机舱11。在机舱11的端面处可旋转移动地安排有风力转子12，该风力转子通过（未示出的）转子轴来驱动发电机13。发电机13与逆变器14一起作用以产生电能，该电能通过连接导线16（带有安排在其上的设备变压器17）输出到园内网络2的主干网21。风力发电设备1的运行由相应地运行控制器15控制，该运行控制器同样安排在机舱11中。运行控制器15通过信号导线18连接到园内网络2的信号网络22。另外，发电园主控3连接到信号网络22。发电园主控用于向上级引导风力发电设备1并且为此目的通过信号网络22与风力发电设备1的运行控制器15相连。发电园主控3具有引导连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作风力发电园的方法，该风力发电园包括发电园主控和用于产生电功率的各具有一个控制器的多个风力发电设备，其中该发电园主控预定这些风力发电设备的功率输出，并且该风力发电园能够在正常运行方式和功率降低的节流运行方式中运行，其中在该节流运行方式中，在该发电园主控处施加用于该风力发电园的功率降低ΔP额定，发电园的信号并且在此基础上使参与的风力发电设备对其功率生成进行节流，其特征在于，通过以下步骤对于每个参与的风力发电设备来确定单独的额定功率降低P额定，i：对于每个参与的风力发电设备来确定可用功率P可用（i）并且将这个可用功率减小某一降低量ΔPi；通过具有相同升高时间的优化条件T恢复，优化 = T恢复，i的优化方法，对于所有参与的风力发电设备来确定该降低量ΔPi；以及重复，直到该优化方法实现可预设的中断标准。

【技术特征摘要】
2017.07.07 DE 102017006452.01.一种用于操作风力发电园的方法，该风力发电园包括发电园主控和用于产生电功率的各具有一个控制器的多个风力发电设备，其中该发电园主控预定这些风力发电设备的功率输出，并且该风力发电园能够在正常运行方式和功率降低的节流运行方式中运行，其中在该节流运行方式中，在该发电园主控处施加用于该风力发电园的功率降低ΔP额定，发电园的信号并且在此基础上使参与的风力发电设备对其功率生成进行节流，其特征在于，通过以下步骤对于每个参与的风力发电设备来确定单独的额定功率降低P额定，i：对于每个参与的风力发电设备来确定可用功率P可用（i）并且将这个可用功率减小某一降低量ΔPi；通过具有相同升高时间的优化条件T恢复，优化=T恢复，i的优化方法，对于所有参与的风力发电设备来确定该降低量ΔPi；以及重复，直到该优化方法实现可预设的中断标准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于不完全执行该优化方法，尤其优选在规定的时长上不完全执行该优化方法。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该时长是持续时间。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该时长是重复次数。5.根据权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，从上一次执行的结果出发以增量的方式执行该优化方法。6.根据权利要求2至5之一所述的方法，其特征在于在不完全优化时也强制实现次要条件，其中优选考虑到这些降低量ΔPi的总和，尤其进一步优选使得ΣΔPi=ΔP额定，发电园。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该强制实现通过修正因子来进行。8.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于引入每个参与的风力发电设备的需要保持的最小功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：J盖斯勒，
申请(专利权)人：森维安有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE