用于运行风电厂的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行风能设施(100)或具有多个风能设施(100)的风电厂(112)以在风电厂和供电网之间交换电功率的方法，其中每个风能设施(100)都具有一个或多个馈入设备(808，810)，并且风能设施(100)或风电厂(112)经由电网连接点(118)与供电网(120)连接，并且经由电网连接点(118)交换功率，其中一个或多个馈入设备(808，810)作为电压施加单元(808)工作并且一个或多个馈入设备(808，810)作为电流施加单元(810)工作，其中尤其提出，电压施加单元(808)和电流施加单元(810)也在供电网(120)不受干扰的运行中以施加电压或施加电流的方式工作。

Methods for operating wind power plants

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行风电厂的方法
本专利技术涉及一种用于运行风电厂的方法。本专利技术还涉及一种相应的风电厂。
技术介绍
风电厂基本上是众所周知的，并且具有多个风能设施。于是，风电厂的风能设施共同地、尤其经由共同的电网连接点将电功率馈入到供电网中。随着诸如风能设施或风电厂的分立的馈入单元在供电网中越来越主导，越来越重要的是：风电厂也贡献于控制供电网。这种方法也已经是已知的并且例如风电厂根据频率相应地馈入更多或更少的无功功率。减小功率馈入或还有短暂地提高馈入的有功功率也考虑作为通过风电厂控制或支持供电网。但是，通过更高份额的分立的、特别是变流器控制的馈电器，供电网的表现的类型也发生改变。有时，已知的支持措施、例如频率相关的功率变化可能不再适合，因为供电网因所描述的变化可能在根本上不同地做出反应。原则上可以借助在不同调节器之间的切换对改变的电网表现做出反应。为此，公开文献DE102013207264A1提出一种调节器切换装置。但是有争议的是，借助这种调节器切换装置能否解决任何电网变化或改变的电网需求。德国专利商标局此外在本申请的优先权申请中检索到以下现有技术：DE102006050077A1，DE102014214151A1以及不伦瑞克工业大学的高压技术和电能设施研究所的2016年度报告-elenia，第54-56页。
技术实现思路
因此，本专利技术所基于的目的是：解决上述问题中的至少一个。特别地，应提出一种解决方案，借助所述解决方案也能够尽可能好地应对不同的电网要求。至少应相对于至今为止已知的方法提出一种替选的解决方案。根据本专利技术，提出一种根据权利要求1所述的方法。因此，这种方法设为用于运行风能设施或具有多个风能设施的风电厂，以在风电厂和供电网之间交换电功率。特别地涉及：控制风电厂到供电网中的馈入，但是也考虑：风能设施或风电厂从供电网中提取功率，尤其在特定的电网支持过程中。就此而言，该方法通常涉及运行风能设施或风电厂，以在风能设施或风电厂和供电网之间交换电功率。所述方法基于：每个风能设施都具有一个或多个馈入设备。特别地，各风能设施能够设有至少一个变流器或逆变器。优选地，为了实现更高的功率，将多个变流器或逆变器并联连接。于是，在该情况下，风能设施具有多个馈入设备。只要该方法仅涉及风能设施的运行，所述风能设施就具有多个馈入设备，但是也为了运行风电厂在每个分能设施中优选设有多个馈入设备。在此，变流器和逆变器之间的区别仅具有次要的意义并且对变流器的任何阐述也可理解为对逆变器的阐述并且反之亦然，除非例如不同地阐述或例如不同地公开。风电厂的任何下面描述的阐述内容，只要不涉及风电厂的特殊性，就也可有意义地用于各个风能设施。此外基于：风能设施或风电厂经由电网连接点与供电网连接，并且经由电网连接点交换功率。因此，风电厂的风能设施共享共同的电网连接点。但是原则上，该方法也适合于控制多个风电厂，其中于是每个风电厂能具有其自身的电网连接点。提出：一个或多个馈入设备作为电压施加单元工作。因此，所述馈入设备以施加电压的方式与供电网交换功率，尤其所述馈入设备以施加电压的方式馈入到供电网中。此外提出：一个或多个馈入设备作为电流施加单元工作。因此，所述馈入设备以施加电流的方式与供电网交换功率，尤其所述馈入设备以施加电流的方式馈入到供电网中。因此提出：风电厂具有一个或多个电压施加单元和一个或多个电流施加单元以进行馈入。这种馈入单元、即一方面电压施加单元并且另一方面电流施加单元原则上能够不同地工作。作为电压施加单元工作表示：尤其施加预定的电压。简而言之，在那里反馈电压并且就此而言形成调节变量并且电压施加单元相应地尝试：调节、即设定所述电压。相反地，作为电流施加单元工作表示：调节电流。因此，在此尤其输出和测量电流，并且将所述测量值作为实际值与理论值对照并且根据在理论值和实际值之间的差相应地进行调节。因此，一些单元以施加电压的方式工作并且另一些以施加电流的方式工作。优选地提出：相同的单元在其硬件方面相同，但是所述单元能够选择性地、尤其通过相应的操控以施加电流的方式或施加电压的方式工作。但是也考虑：从一开始就设有电压施加单元和电流施加单元，所述单元的硬件或其构造因此不同，但是能够根据需要操控或使用。在该情况下，在此提出：操控电压施加单元和电流施加单元，以便控制与供电网交换功率。借助这种组合运行，其中一些单元以施加电压的方式工作并且另一些以施加电流的方式工作，原则上也能够考虑对供电网的改变的要求。尤其例如由于其拓扑而本身能够差地保持其自身电压的供电网能够借助于施加电压的馈入或施加电压的功率交换来支持。通过一些单元的施加电流的运行能够尤其稳定地将相应的馈入电流进而功率馈入到供电网中。但是这也能够包括：尤其在短的时间段期间从电网中提取馈入电流或功率。但是原则上也能够通过施加电压的运行和施加电流的运行来分配具体的调节任务，对于所述具体的调节任务，施加电压的运行和施加电流的运行不同好地适合。为此也能够在下文还提出一些实例。尤其提出：电压施加单元和电流施加单元也在供电网的不受干扰的运行中以施加电压或施加电流的方式工作。不受干扰的运行也能够称作为正常运行。因此，不受干扰的运行是没有干扰的运行，其中将显著的干扰、如电网中断、供电网中的短路和尤其电网重建或供电网或电网部段的黑启动称作为干扰。因此，通常提出电压施加单元和电流施加单元在风电厂中的使用并且不应限制于具体的模式，尤其不应限制于具体的黑启动模式，而是这明确地设置用于正常运行模式。就此而言，不受干扰的运行或正常运行是如下运行模式，风能设施或风电厂在所述运行模式中运行，以便从风中产生功率并且以能够从风中产生功率的大小将所述功率馈入到供电网中。能够通过特定的支持运行中断这种正常运行，电压施加单元和电流施加单元的组合对于所述支持运行也是有意义的。但是，电压施加单元和电流施加单元不首先为特定的运行模式接通，而是在正常运行时已经以施加电压或施加电流的方式活动。优选地提出：为了运行风电厂或风能设施，同时地，电压施加单元以施加电压的方式与供电网交换功率，并且电流施加单元以施加电流的方式与供电网交换频率。因此应同时地以施加电压和施加电流的方式与供电网交换功率。因此，不在两种类型之间选择，而是这两种类型互补。根据应用情况，尤其根据供电网中的情况也考虑：也能够改变以施加电压的方式工作和以施加电流的方式工作的比例。在任何情况下，电流施加单元在施加电流的运行中分别控制要馈入到供电网中的馈入电流。在此，如果从供电网中提取电功率，则在此于是也提及馈入电流。对于该情况，馈入电流能够是负的或者其相位角被选择成，使得从供电网中提取功率。在施加电压的运行中，电压施加单元控制用于馈入到供电网中的馈入电压。因此，在此馈入电压是决定性的目标变量或调节变量。因此，在施加电流的运行中调节成馈入电流并且在施加电压的运行中调节成馈入电压。电流施加单元是以施加电流的方式工作的单元，并且电压施加单元是以施加电压的方式工作的单元。但是，所述特性不一定必须与相应的单元固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行风能设施(100)或具有多个风能设施(100)的风电厂(112)以在所述风电厂和供电网之间交换电功率的方法，其中/n-所述风能设施(100)中的每个风能设施都具有一个或多个馈入设备(808，810)，并且/n-所述风能设施或所述风电厂经由电网连接点与所述供电网连接，并且经由所述电网连接点交换功率，其中/n-所述馈入设备(808，810)中的一个或多个馈入设备作为电压施加单元(808)工作，并且/n-所述馈入设备(808，810)中的一个或多个馈入设备作为电流施加单元(810)工作，其中尤其提出，/n-所述电压施加单元(808)和所述电流施加单元(810)在所述供电网的不受干扰的运行中也以施加电压或施加电流的方式工作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170607 DE 102017112491.81.一种用于运行风能设施(100)或具有多个风能设施(100)的风电厂(112)以在所述风电厂和供电网之间交换电功率的方法，其中
-所述风能设施(100)中的每个风能设施都具有一个或多个馈入设备(808，810)，并且
-所述风能设施或所述风电厂经由电网连接点与所述供电网连接，并且经由所述电网连接点交换功率，其中
-所述馈入设备(808，810)中的一个或多个馈入设备作为电压施加单元(808)工作，并且
-所述馈入设备(808，810)中的一个或多个馈入设备作为电流施加单元(810)工作，其中尤其提出，
-所述电压施加单元(808)和所述电流施加单元(810)在所述供电网的不受干扰的运行中也以施加电压或施加电流的方式工作。


2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
为了运行所述风电厂，同时地
-电压施加单元(808)以施加电压的方式与所述供电网交换功率，和
-电流施加单元(810)以施加电流的方式与所述供电网交换功率，其中
-所述电流施加单元(810)在施加电流的运行中分别控制要馈入到所述供电网中的馈入电流，和
-所述电压施加单元(808)在施加电压的运行中控制用于馈入到所述供电网中的馈入电压，其中尤其提出，
-所述电流施加单元(810)在施加电流的运行中匹配于尤其在所述风电厂中施加在所述电网连接点处的馈入电压，和/或
-所述电压施加单元(808)在施加电压的运行中分别馈入需要用于控制馈入电压的和/或通过控制所述馈入电压得到的电流。


3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在所述供电网中过频率的情况下，
-减小由所述风电厂馈入到所述供电网中的功率，其中
-所述电压施加单元(808)首先在初始时间段中减小其馈入功率，以便由此引起所馈入的功率的减小，
-所述电流施加单元(810)跟随所述电压施加单元(808)减小其馈入功率，以便当由所述风电厂馈入的功率的减小已经具有静态值时，在随所述初始时间段之后的连接时间段中引起馈入的功率的减小，其中随后
-运行所述电压施加单元(808)用以：执行电压维持，并且尤其在所述连接时间段中，将由所述风电厂执行的馈入功率的减小交付给所述电流施加单元(810)。


4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
在所述供电网中过频率的情况下，
-由所述风电厂从所述供电网中接收并且尤其消耗功率，其中
-运行所述电压施加单元(808)用于：至少在所述初始时间段中，从所述供电网中接收功率。


5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述电流施加单元(810)工作成，使得仅当电网频率与电网额定频率至少偏差了预设的最小值时，所述电流施加单元才根据所述电网频率改变其馈入电流。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述风电厂以馈入电压馈入到所述供电网中，
-检查所述供电网中的相位阶跃，其中所述电网电压具有引起所述电网电压中的相移的相位阶跃，
-在相位阶跃的情况下，所述电压施加单元(808)在第一步骤中首先馈入有功功率和/或无功功率，以便维持所述馈入电压的频率和/或相位，和
-在识别到所述电网电压的相位阶跃的情况下，在第二步骤中对所改变的电网电压的基准频率和/或基准电压进行跟随控制，和
-所述电压施加单元(808)根据所述基准频率或基准电压对所述馈入电压进行跟随控制。


7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述风电厂通过组合地控制所述电压施加单元(808)和所述电流施加单元(810)，实现具有功率馈入的施加电压的运行，其中
-所述电压施加单元(808)基本上执行电压施加和/或动态的平衡过程，和
-所述电流施加单元(810)基本上执行静态功率馈入。


8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-每个馈入设备(808，810)以功率特征值表征，尤其以额定功率表征，并且以相应的功率特征值计，
-所述风电厂具有比电压施加单元(808)更大份额的电流施加单元(810)，其中优选地，
-以所有馈入设备(808，810)的功率特征值的总和作为100％份额计，所述电压施加单元(808)具有至少2％和最大25％的份额，优选最大15％的份额和尤其最大10％的份额。


9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述电压施加单元(808)具有至少一个第一降，并且
-所述电流施加单元(810)具有至少一个第二降，其中
-每个降分别描述如下关联关系、尤其线性关联关系，
-在所述风电厂的电压和要馈入的或馈入的无功功率(Q)之间的关联关系，或
-在所述风电厂的频率和要馈入的或馈入的有功功率之间的关联关系，并且其中
-所述第一降具有比所述第二降更小的斜率。


10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述电压施加单元(808)分别具有至少一个第一无功功率降，所述第一无功功率降分别描述要通过所述风电厂中的所述电压施加单元(808)提供的电压和通过所述电压施加单元(808)馈入的无功功率(Q)之间的关联关系，和
-所述电流施加单元(810)分...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·布龙巴赫，因戈·麦肯森，卡伊·布斯克，
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