[發明專利]風力發電場功率調節

有效

• 申請號: 200980135876.4
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN102159830A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 邁克·多馬?？?/a>;喬爾格·多恩;英戈·尤勒;弗朗茲·卡爾西克-梅爾;喬爾格·蘭;克勞斯·沃夫林格
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D9/00;H02J3/38
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及用于調節由風力發電場發出的功率的方法，其中風力發電場具有通過風力發電場電網相互電連接的風能設備，其中風力發電場調節單元將風力發電場預定值傳輸到每個為調節風能設備而提供的設備調節單元。

背景技術

此方法從DE?10?2006?032?389?A1中已知。在所述文獻中描述了由多個風能設備組成的風力發電場。每個風能設備包括風力渦輪機，所述風力渦輪機的轉子與轉子葉片連接，使得在來風時轉子旋轉，且產生電力。每個風能設備進一步具有設備控制器，通過所述設備控制器可調節由風力設備產生的電功率。在此，風能設備通過電網相互連接，使得形成風力發電場。風力發電場連接在交流電網上，風能設備的電有功功率饋入所述交流電網內。為調節所饋入的總有功功率提供了風力發電場調節器，所述風力發電場調節器通過數據線與每個設備控制器連接。風力發電場調節器通過此數據線預先給定待由風能設備饋入到電網內的有功功率的額定值。

由風能設備組成的風力發電場和用于調節此風力發電場的方法進一步在DE?10?2004?048?341?A1，WO?01/52379A2，EP?1?337?754?B1和WO?97/45908中描述。

根據現有技術的方法且特別是前述類型的方法具有如下缺點，即風力發電場的上級調節與風能設備的下級調節必須通過保證快速數據傳輸的通信線相關聯。然而特別是在更多數量的風能設備的情況下，此快速通信電網的結構的成本高且昂貴。

發明內容

本發明要解決的技術問題是低費用地且廉價地提供前述類型的方法。

本發明通過如下方式解決此技術問題，即使得所有設備調節單元獲得相同的風力發電場預定值，其中每個設備調節單元根據風力發電場預定值且根據與由對應的風能設備產生的功率相應的測量的設備實際功率P_I確定設備最大功率P_max，且這樣調節分別對應的風能設備，使得設備實際功率P_I小于設備最大功率P_max。

根據本發明，上級的風力發電場調節提供了對于所有設備調節單元來說是共同的風力發電場預定值。此風力發電場預定值可因此以簡單方式例如通過中央遙控信號(Rundsteuersignal)傳送到設備調節單元。在本發明的范圍中取消了更昂貴的有針對的快速通信，在該快速通信的情況下必須傳送用于調節的額定值。以此方式明顯降低了通信的成本。

根據本發明的優選構造，風力發電場調節單元與換流器調節單元相關聯，且這樣調節與風力發電場連接的換流器，使得所述換流器在風力發電場電網內產生交流電壓U1、2、3，所述交流電壓的實際頻率γ_ist對應于風力發電場預定值，其中每個設備調節單元采集實際頻率γ_ist且從實際頻率γ_ist確定風力發電場預定值。在此，在上級的風力發電場調節單元和設備調節單元之間的通信通過用以施加到連接風能設備的風力發電場電網的交流電壓的實際頻率進行。風力發電場電網內的交流電壓的建立通過換流器實現，因為僅通過風能設備不能構建電網。

為此所使用的換流器有利地具有功率半導體支路，所述支路按照一個或多個橋路連接相互連接。在此，每個功率半導體支路包括例如由功率半導體構成的串聯，例如由每個帶有與之反并聯連接的續流二極管的可開關功率半導體組成。與之不同的是，每個功率半導體支路包括雙極的子模塊的串聯，其中每個子模塊具有其上具有壓降的儲能器。此外，每個子模塊與功率半導體的電路對應，使用所述功率半導體-根據功率半導體的控制-在子模塊輸出處可以施加在儲能器上降落的電壓或零電壓。帶有此子模塊的換流器也稱為多級換流器，其結構和控制對于專業人員是已熟知的，因本文中此無需對此詳細論述。然而，本發明的范圍內的換流器拓撲結構基本上是任意的。

為控制換流器提供了換流器調節單元，所述換流器調節單元取決于預先給定的額定值提供用于換流器的功率半導體的控制信號。通過此換流器調節單元，因此可預先給定風力發電場電網內交流電壓U1、2、3的實際頻率。