[发明专利]用于驱动风能设备的方法

说明书

本发明涉及一种用于驱动风能设备的方法以及一种用于执行该方法的风能设备。

作为现有技术尤其指出“Grid Integration of Wind Energy Conversion System(风能转换系统的电网集成)”，由Siegfried Heier于1998年发表，其中尤其参见第263页及其后文，以及US 7,345,373和WO01/86143。

最接近的现有技术是文献WO 01/86143。

该文献公开了如下教导：当网络频率(即风能设备将其将电功率馈入到其中的网络的频率)超过在期望频率以上的确定的值时，减小风能设备的功率。

期望频率在中欧网络的情况下通常为50Hz，而在美国网络的情况下是60Hz。

同时也始终存在小的网络频率波动，其取决于：通过连接在电网上的能量发电机所产生的功率与负载所消耗的功率之间的关系平衡得如何，负载连接在电网上并且取得电能，以便由此驱动任意的电设备。

如果例如发电机的功率供给在连接在网络上的负载所消耗的功率以上，则网络频率上升，并且反之当功率供给小于由连接在网络上的电负载所消耗的功率时，频率也可以下降至例如为50Hz的期望频率以下。

网络管理，即发电机和大负载的管理通常通过网络运营商进行。网络管理在此可以设计完全不同的调节机制，例如自动接通确定的发电机(例如燃气发电站)，自动关断确定的大负载或者使用抽水蓄能站等等。在正常工作中，这也时常对于大的供给网络的网络管理而进行，其将网络频率保持在期望频率的范围中，其中完全允许少量的偏差。然而这些少量偏差通常不应超过±1‰的范围。当然，为了网络管理也可以进行与网络连接的其他网络的接通，以便由此将附加的功率馈入到网络中或者从网络中取出并馈入到其他网络中。

如开头阐述那样，文献WO 01/086143已经教导了：当超过了确定的网络频率值时，将功率减小至当前可用的功率以下，该网络频率值例如为比网络频率的期望值(例如在50Hz以上)高3‰的值。

该文献进一步教导，当频率进一步升高时，功率以线性方式进一步减小，这与网络频率的进一步升高有关。

现在本发明的任务是，相对于现有技术改进风能设备的工作并且在总体上关于网络改进风能设备的网络支持。

根据本发明，该任务通过具有根据权利要求1所述特征的方法来解决。有利的改进方案通过从属权利要求来描述。

根据本发明，现在在低于在网络频率的期望值以下的确定的频率值时不再关断风能设备，而是进一步驱动风能设备，并且更确切而言以提高的功率驱动风能设备，这就是说功率快速地并且在短时段内在之前馈入的功率以上。为此，例如使用存储在转子/发电机系统的转动惯量中的转动能，这就是说从整个转子/发电机系统中暂时地取出更多能量，使得在低于预先确定的期望值以下的网络频率的情况下立即有提高的功率快速地可用。这也在如下情况下进行：风能设备之前以额定功率馈入，即提供其正常的最大限度，即风能设备能够从风取得的功率。

功率快速地提高的量在额定功率的10％到30％的范围中，优选地为额定功率的大约20％。

例如可以通过预先给定死区频率来确定预先确定的频率值。一旦网络频率在该死区频率以下，则实现风能设备的当前功率的升高，以及由风能设备输出、即馈入到网络中的功率的提高。死区频率在该情况下比网络的所希望的期望频率低预先确定的频率值。

该预先确定的频率值优选地大于网络期望频率的1‰、2‰或者3‰。在50Hz的网络期望频率的情况下，由此检测何时低于频率49.95Hz、49.90Hz或者49.85Hz。

可替选地或者补充性地，也可以考虑相对的频率改变，即也以df/dt或者频率梯度表示相对的频率下降。如果这种网络频率单次改变的量过大，即频率过快地降落，则当前要馈入的功率为了支持网络而暂时地提高。检测单次的这种频率改变，即检测df/dt在必要情况下能够实现较快地检测网络频率下降和由此实现较快地识别网络支持的必要性。检测绝对的频率值(即检测低于绝对的预先确定的频率值)以及检测单次的改变也可以组合。于是，当网络频率的绝对值在额定频率以上时，例如可以将快速的网络频率下降评价为较不临界。