一種風(fēng)力發(fā)電場和一種用于控制風(fēng)力發(fā)電場的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電場和一種用于控制風(fēng)力發(fā)電場的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電場由多個風(fēng)能設(shè)備組成，所述風(fēng)能設(shè)備能夠通過中央控制單元(F⑶，F(xiàn)arm Control Unit，發(fā)電場控制單元)被控制。
[0003]在作為優(yōu)先權(quán)的德國專利申請中，德國專利和商標(biāo)局檢索下列文獻(xiàn):DE 10 2009042 368 Al ；GB 2 475 609 A ；US 6,853,292 BI 和 US 2007/0124025 Al。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種具有多個風(fēng)能設(shè)備和中央控制單元的風(fēng)力發(fā)電場，所述風(fēng)力發(fā)電場能夠改進(jìn)地響應(yīng)于風(fēng)力發(fā)電場內(nèi)部的故障。
[0005]所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電場和通過根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法得以實(shí)現(xiàn)。
[0006]因此，提供一種風(fēng)力發(fā)電場，所述風(fēng)力發(fā)電廠具有中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元、多個風(fēng)能設(shè)備和用于耦聯(lián)中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元與多個風(fēng)能設(shè)備的數(shù)據(jù)總線。風(fēng)能設(shè)備中的每個具有控制單元，所述控制單元構(gòu)造用于，當(dāng)在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元中發(fā)生故障和/或在數(shù)據(jù)總線上發(fā)生故障時，不依賴中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元來控制風(fēng)能設(shè)備的運(yùn)行。所述控制單元構(gòu)造用于將各個風(fēng)能設(shè)備依次斷開。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述控制單元構(gòu)造用于，當(dāng)在數(shù)據(jù)總線上或者在中央風(fēng)力發(fā)電場控制器中發(fā)生故障時，在發(fā)生故障后，在對于風(fēng)能設(shè)備預(yù)先確定的時間之后，斷開相應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備。
[0008]本發(fā)明涉及一種用于控制風(fēng)力發(fā)電場的方法，所述風(fēng)力發(fā)電場具有中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元、多個風(fēng)能設(shè)備和用于耦聯(lián)中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元與多個風(fēng)能設(shè)備的數(shù)據(jù)總線。當(dāng)在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元中發(fā)生故障和/或在數(shù)據(jù)總線上發(fā)生故障時，借助風(fēng)能設(shè)備的控制單元，不依賴中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元來控制風(fēng)能設(shè)備的運(yùn)行。借助控制單元依次斷開各個風(fēng)能設(shè)備。
[0009]本發(fā)明涉及一種具有多個風(fēng)能設(shè)備和中央風(fēng)力發(fā)電場控制器的風(fēng)力發(fā)電場。中央風(fēng)力發(fā)電場控制器通過數(shù)據(jù)總線與各個風(fēng)能設(shè)備連接并且能夠控制各個風(fēng)能設(shè)備或者影響風(fēng)能設(shè)備的控制。如果在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元中發(fā)生故障和/或如果在數(shù)據(jù)總線上發(fā)生故障，那么風(fēng)能設(shè)備中的每個改變成默認(rèn)運(yùn)行模式，在所述默認(rèn)運(yùn)行模式中存儲用于關(guān)斷風(fēng)能設(shè)備的程序。根據(jù)本發(fā)明，在風(fēng)力發(fā)電場內(nèi)部的故障的情況下，各個風(fēng)能設(shè)備不是全部同時地關(guān)斷。相反，發(fā)生串聯(lián)地關(guān)斷或者斷開風(fēng)能設(shè)備。因此，在鄰近的風(fēng)能設(shè)備的斷開之間出現(xiàn)確定的時間間隔。這是有利的，因?yàn)槿绱艘粋€風(fēng)能設(shè)備能夠在另一個風(fēng)能設(shè)備之后被斷開并且不是整個風(fēng)力發(fā)電場立刻與能量供應(yīng)網(wǎng)分離。
[0010]如果在中央風(fēng)力發(fā)電場控制器中和/或在總數(shù)據(jù)線上出現(xiàn)故障，那么風(fēng)能設(shè)備分別轉(zhuǎn)換為默認(rèn)運(yùn)行模式。默認(rèn)運(yùn)行模式的邏輯能夠存儲于風(fēng)能設(shè)備的每個中。在默認(rèn)運(yùn)行模式中，可選地沒有進(jìn)行風(fēng)能設(shè)備的主動控制以便產(chǎn)生電功率。相反，根據(jù)本發(fā)明，在風(fēng)力發(fā)電場中發(fā)生串聯(lián)地斷開風(fēng)能設(shè)備。
[0011]本發(fā)明的其他構(gòu)型是從屬權(quán)利要求的主題。
【附圖說明】
[0012]在下面參考附圖詳細(xì)描述優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例。
[0013]圖1示出根據(jù)本發(fā)明所述的風(fēng)能設(shè)備的示意圖，和
[0014]圖2示出根據(jù)第一實(shí)施例所述的風(fēng)力發(fā)電場的示意性框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1不出根據(jù)本發(fā)明所述的風(fēng)能設(shè)備的不意圖。風(fēng)能設(shè)備100具有塔102和吊艙104。在吊艙104上設(shè)置具有三個轉(zhuǎn)子葉片108的轉(zhuǎn)子106和整流罩110。在運(yùn)行期間，轉(zhuǎn)子106通過風(fēng)處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且因此在吊艙104中具有發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)子葉片108的節(jié)距能夠在各個轉(zhuǎn)子葉片108的轉(zhuǎn)子葉片根部上通過變槳電機(jī)被改變。
[0016]此外風(fēng)能設(shè)備能夠具有用于控制風(fēng)能設(shè)備的運(yùn)行的控制單元120。在正常運(yùn)行模式中，借助控制單元120，與存在的風(fēng)相關(guān)地控制風(fēng)能設(shè)備以便產(chǎn)生電功率。隨著變高的風(fēng)速，風(fēng)能設(shè)備的轉(zhuǎn)子106的轉(zhuǎn)速也增大，進(jìn)而通過發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率也增大。從達(dá)到額定速度時起并且在風(fēng)速增大的情況下，調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片108的節(jié)距或者迎角，因此風(fēng)能設(shè)備100不將多于額定功率的功率輸出至電源網(wǎng)絡(luò)上。
[0017]圖2示出根據(jù)第一實(shí)施例所述的風(fēng)力發(fā)電場的示意圖。風(fēng)力發(fā)電場具有中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(rcU，F(xiàn)arm Control Unit，發(fā)電場控制單元)200以及多個風(fēng)能設(shè)備100。中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元200能夠與監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300連接，以便交換數(shù)據(jù)。中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元200通過數(shù)據(jù)總線210、220與風(fēng)能設(shè)備100連接。風(fēng)能設(shè)備100或者各自與電源網(wǎng)絡(luò)400連接，或者通過中央饋電點(diǎn)(pcc，Point of common coupling，公共親聯(lián)點(diǎn))與電源網(wǎng)絡(luò)400連接并且有效功率P和/或無功功率Q相應(yīng)地饋入至電源網(wǎng)絡(luò)400中。
[0018]中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元200接收在電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)頻率和/或其他的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及必要時電源網(wǎng)絡(luò)400的其他的參數(shù)方面的數(shù)據(jù)并且相應(yīng)地控制風(fēng)能設(shè)備100。
[0019]假如在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元200中發(fā)生故障和/或在數(shù)據(jù)總線210、220上發(fā)生故障，那么風(fēng)能設(shè)備100構(gòu)造用于退出正常運(yùn)行模式并且轉(zhuǎn)變?yōu)槟J(rèn)運(yùn)行模式或者故障運(yùn)行模式。在默認(rèn)運(yùn)行模式或者故障運(yùn)行模式中，風(fēng)能設(shè)備100的控制能夠例如設(shè)置在風(fēng)能設(shè)備的控制單元120中。當(dāng)在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元200中和/或在數(shù)據(jù)總線210、220上發(fā)生故障時，在風(fēng)力發(fā)電場中必須關(guān)掉或者斷開所有風(fēng)能設(shè)備100。但是，根據(jù)第一實(shí)施例，這種斷開不應(yīng)當(dāng)同時地進(jìn)行，而是時間錯開地進(jìn)行，因此，整個風(fēng)力發(fā)電場沒有立刻從電網(wǎng)斷開，這可能導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的和電網(wǎng)頻率的波動。
[0020]在默認(rèn)運(yùn)行模式或者故障運(yùn)行模式中，風(fēng)能設(shè)備從電網(wǎng)斷開(為此，轉(zhuǎn)子葉片能夠被調(diào)整成，使得轉(zhuǎn)子被制動并且最后停止)并且可選地能夠不進(jìn)行風(fēng)能設(shè)備的主動控制(根據(jù)正常運(yùn)行模式)。用于默認(rèn)運(yùn)行模式的參數(shù)描述如下時間，風(fēng)能設(shè)備100中的每個何時能被斷開。在此，在風(fēng)力發(fā)電場中的風(fēng)能設(shè)備100中的每個具有編號。例如，風(fēng)能設(shè)備的編號能夠與滯后時間相乘，以便確定相應(yīng)的斷開時間點(diǎn)。如果滯后時間例如為30秒，那么我們在30秒之后斷開第一風(fēng)能設(shè)備，第二風(fēng)能設(shè)備在60秒之后被斷開等。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)能設(shè)備的串聯(lián)斷開，使得整個風(fēng)力發(fā)電場不被立刻斷開，而是各個風(fēng)能設(shè)備被依次斷開。
[0021]如果在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元200中檢測到故障或者內(nèi)部的故障，那么相應(yīng)的信號能夠通過數(shù)據(jù)總線110、120被傳輸至各個風(fēng)能設(shè)備100。一旦風(fēng)能設(shè)備100接收相應(yīng)的信號，風(fēng)能設(shè)備的控制單元120就激活默認(rèn)運(yùn)行模式或者故障運(yùn)行模式。設(shè)置這種默認(rèn)運(yùn)行模式或者預(yù)設(shè)運(yùn)行模式，因此在故障情況下，風(fēng)能設(shè)備能夠被安全地關(guān)斷并且停止。在這種默認(rèn)運(yùn)行模式中，風(fēng)能設(shè)備100被控制單元120控制。因此中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元不再對各個風(fēng)能設(shè)備100的控制具有任何影響。
[0022]風(fēng)能設(shè)備100能夠檢測在數(shù)據(jù)總線210、220上的故障，然后風(fēng)能設(shè)備100的控制單元120激活默認(rèn)運(yùn)行模式并且風(fēng)能設(shè)備不依賴中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元200被斷開或者被關(guān)斷。
[0023]從在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元200中檢測到故障和/或在數(shù)據(jù)總線210、220上檢測到故障時起，計數(shù)器能夠可選地在風(fēng)能設(shè)備100的每個中開始運(yùn)行。在配設(shè)給每個風(fēng)能設(shè)備的斷開時間期滿之后，風(fēng)能設(shè)備100的每個通過控制單元120被斷開或者被關(guān)斷。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)力發(fā)電場，具有: 中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)， 多個風(fēng)能設(shè)備(100)， 其中所述中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)通過數(shù)據(jù)總線(210、220)與多個風(fēng)能設(shè)備(100)耦聯(lián)， 其中風(fēng)能設(shè)備(100)中的每個具有控制單元(120)，所述控制單元構(gòu)造用于，當(dāng)在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)中發(fā)生故障和/或在數(shù)據(jù)總線(210、220)上發(fā)生故障時，在故障運(yùn)行模式中不依賴中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)來控制風(fēng)能設(shè)備(100)的運(yùn)行， 其中當(dāng)在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)中發(fā)生故障和/或在數(shù)據(jù)總線(210、220)上發(fā)生故障時，所述控制單元(120)在故障運(yùn)行模式中構(gòu)造用于將多個風(fēng)能設(shè)備(100)的各個風(fēng)能設(shè)備(100)依次斷開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電場，其中 所述控制單元(120)構(gòu)造用于，在發(fā)生故障后，在對于所述風(fēng)能設(shè)備(100)中的每個預(yù)先確定的時間之后，斷開相應(yīng)的風(fēng)能設(shè)備(100)。3.—種用于控制風(fēng)力發(fā)電場的方法，所述風(fēng)力發(fā)電場具有中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)和多個風(fēng)能設(shè)備(100)，其中所述中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)通過數(shù)據(jù)總線(210,220)與多個風(fēng)能設(shè)備(100)耦聯(lián)，所述方法具有如下步驟: -當(dāng)在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)中發(fā)生故障和/或在數(shù)據(jù)總線(210、220)上發(fā)生故障時，在故障運(yùn)行模式中不依賴中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)來控制風(fēng)能設(shè)備，以及 -當(dāng)在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)發(fā)生故障和/或在數(shù)據(jù)總線(210、220)上發(fā)生故障時，通過控制單元(120)依次斷開各個風(fēng)能設(shè)備(100)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電場，其具有中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)、多個風(fēng)能設(shè)備(100)和用于耦聯(lián)中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)與多個風(fēng)能設(shè)備(100)的數(shù)據(jù)總線(210、220)。風(fēng)能設(shè)備(100)中的每個具有控制單元(120)，所述控制單元構(gòu)造用于，當(dāng)在中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)中發(fā)生故障和/或在數(shù)據(jù)總線(210、220)上發(fā)生故障時，不依賴中央風(fēng)力發(fā)電場控制單元(200)來控制風(fēng)能設(shè)備(100)的運(yùn)行。控制單元(120)構(gòu)造用于將各個風(fēng)能設(shè)備(100)依次斷開。
【IPC分類】F03D7/02, F03D7/04
【公開號】CN105143665
【申請?zhí)枴緾N201480022976
【發(fā)明人】卡伊·布斯克, 阿爾弗雷德·貝克曼
【申請人】烏本產(chǎn)權(quán)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2014年4月9日
【公告號】CA2905643A1, DE102013207209A1, WO2014173685A1