[发明专利]具有多个风能设施的风电场

说明书

本发明涉及一种用于在电网连接点处将电功率馈入供电网中的风电场，所述风电场包括：至少两个风能设施，以用于产生电功率；直流场电网，以用于将电功率从所述风能设施传输至所述电网连接点；和设置在所述直流场电网和所述电网连接点之间的逆变器，所述逆变器设立为用于，将所述直流场电网的直流电压变换为交流电压，以便将所述风能设施的电功率馈入所述供电网中；至少一个直流‑直流转换器，以用于将电功率从至少一个风能设施馈入所述直流场电网中，其中所述直流‑直流转换器具有开关装置和带有初级侧和次级侧的变压器，所述初级侧经由所述开关装置与至少一个所述风能设施耦合；所述次级侧经由至少一个整流机构，尤其是具有多个二极管的整流机构，与所述直流场电网耦合；和所述直流‑直流转换器设立为用于，借助于所述开关装置在所述变压器的初级侧上施加具有交变极性的直流电压，以便由此将至少一个所述风能设施的直流电压从所述初级侧变换到所述次级侧。

技术领域

本发明涉及一种用于在电网连接点处将电功率馈入供电网中的具有多个风能设施的风电场。此外，本发明涉及一种具有基于直流电压的风电场电网的风电场。此外，本发明也涉及一种风能设施，所述风能设施设立为使用在这种基于直流电压的风电场电网中。

背景技术

通常已知的是，也可简称为场电网的常规风电场电网构成为具有三个相的交流电压电网。这种风电场通常构造为，使得在风能设施中产生交流电流并且借助于电变流器将其传输到交流电压场电网中。也存在一种变型方案：使用双馈异步电机，但是所述双馈异步电机也使用变流器。

在电变流器中使用有源的功率开关，例如功率半导体，所述功率开关产生具有特定的频率和特定的幅度的场电网电压。然后，场电网电压通常经由变压器变换到供电网的较高的电压电平上，并进而能够实现将来自场电网的功率馈入供电网中。

原则上期望的是，能够尽可能长且可靠地运行场电网中的风能设施。对此常用的方案是：将场电网的尽可能多的组件构成为无源器件。因为在实践中在大多数情况下无源器件比有源元件具有更高的故障安全性，在风电场中越来越多地使用无源器件的情况下因此也提高了风电场或场电网的故障安全性。

此外必须确保：在场电网中发生故障，例如短路或过电流的情况下，通过适宜的保护措施，能够保护风电场内的风能设施免受可能出现的损坏或破坏。在此期望的是，能够实现至少场电网的与基于交流电压的场电网相比相同的整体可靠性。

用于潮汐发电厂和风能设施的直流场电网已经在公开文献US 2011/0198847 A1(Rolls Royce)中描述。借助于所谓的反激式转换器(英语：fly-back converter或buck-boost converter(升降压转换器))，直流电压经由变压器变换到直流场电网中。然而，所描述的直流电压转换原理不适合于能够执行有意义的直流电压传输，因为所示出的反激式转换器原理不适合于高功率传输。

德国专利和商标局在本申请的优先权申请中检索到下述其它现有技术：DE 19845 903 A1、US 2013/0197704 A1、DE 10 2004 001 478 A1、DE 10 2009 028 973 A1、DE10 2012 002 292 A1、DE 197 11 017 A1。

发明内容

因此，本发明的目的是，解决至少一个上文提及的问题。尤其，要提出一种解决方案，所述解决方案以简单的方式引起在风电场电网中的风能设施运行时的安全性提高，尤其是以便应对场电网中潜在的故障，进而提高场电网的整体可靠性。至少要相对于至今已知的解决方案提出一种替选的解决方案。

根据本发明，因此提出一种根据权利要求1所述的用于在电网连接点处将电功率馈入供电网中的风电场。因此，在风电场中产生的电功率经由直流场电网馈入供电网中。

因此，风电场具有直流场电网，所述直流场电网用于将电功率从风能设施传输至电网连接点。因此，在风电场中的电功率的传输作为直流电压或直流电流进行。