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用于控制风电场的方法

文献发布时间:2023-06-19 11:14:36


用于控制风电场的方法

技术领域

本发明涉及一种用于借助于具有多个风能设备的风电场将无功电功率馈入到供电网中的方法。此外,本发明涉及一种能够实施对应的方法的风电场。

背景技术

架设有多个风能设备的风电场是已知的,所述风能设备共同经由共同的电网连接点将电功率馈入到供电网中。附加地,这种风电场能够用于支持和/或控制供电网。为此考虑,这种风电场将无功功率馈入到供电网中。由此,尤其应实现供电网的电网电压的电压支持和/或电压调节,至少在共同的电网连接点的区域中,或者辅助电网运营商的无功功率管理。

为此,风电场定期获得关于馈入无功电功率的预设。所述预设能够在于,例如由电网运营商预设的明确的值,但是,这种预设也能够与电网电压直接相关。例如,要馈入的无功功率能够根据大小与电网电压与电网额定电压的偏差相关地确定。在这种情况下,要馈入的无功功率于是经由电网电压预设。

然而,电功率从而无功电功率的馈入在风电场中通常经由单一的风能设备控制。因此,由风电场所馈入的无功功率由单一的风能设备的各种各样的子无功功率组成。

因此,总体上要由场馈入的无功功率被划分到单一的风能设备上。如果风电场中的所有风能设备是相同的,那么相应地每个风能设备能够接收相同的份额。也就是说,如果风电场例如具有10个相同的风能设备,那么每个风能设备能够提供总体上要馈入的无功功率的十分之一。

但是也可能存在的是,风能设备并不相同,而是更确切地说尤其通过不同的额定功率表征。例如,10个示例性提到的风能设备中的5个风能设备能够具有分别1MW的额定功率,而其余5个风能设备例如能够具有4MW的额定功率。于是,划分成10个相同的份额可能是没有意义的。问题能够通过如下方式解决:考虑所述额定功率用于划分总体上要产生的无功功率。尽管如此,仍可能留有问题,例如风能设备由于所执行的维护而被切断。

德国专利商标局在关于本申请的优先权申请中检索了如下现有技术:DE 10 2013210 812 A1;DE 10 2007 018 888 A1和DE 10 2018 108 023 A1。

发明内容

因此,本发明基于如下目的,解决所提出的问题中的至少一个。尤其应提出一种解决方案,其中,由风电场总体上要馈入的无功功率适宜地划分到风电场的单一的风能设备上。至少应相对于迄今已知的解决方案提出一种替选的解决方案。

根据本发明提出一种方法。因此,所述方法涉及借助于具有多个风能设备的风电场在电网连接点处将无功电功率馈入到供电网中。因此,多个风能设备在风电场中联合并且所述多个风能设备经由电网连接点向供电网馈电。在此,能够将经由所述电网连接点向供电网馈电的所有风能设备理解为风电场的一部分。因此,电网连接点也能够同义地称为共同的电网连接点。

在此,风电场将场有功功率馈入到供电网中,并且场有功功率由个体的设备有功功率组成,所述个体的设备有功功率分别由风能设备中的一个风能设备产生。也就是说,每个风能设备产生对于其而言个体的有功功率,所述有功功率称为设备有功功率,并且风电场的所有风能设备的所述设备有功功率联合,尤其加和成场有功功率。所述场有功功率被馈入到供电网中。为了简化,在此首先可忽略风能设备与电网连接点之间的损耗。

同样地,风电场将场无功功率馈入到供电网中,并且场无功功率由个体的设备无功功率组成,所述个体的设备无功功率分别由风能设备中的一个风能设备产生。因此,无功功率的产生也个体地由每个风能设备实现,并且所述由每个风能设备分别产生的无功功率称为设备无功功率。风电场的风能设备的所有设备无功功率于是一起形成场无功功率。特别地,场无功功率个体地产生的设备无功功率的总和。在此,首先为了简化也以如下为出发点,在单一的风能设备与电网连接点之间不出现损耗并且也不出现相移。

用于馈入无功电功率的方法的一个步骤是求取总体上要通过风电场馈入的场无功功率。所述求取能够执行为,使得从外部获得要馈入的场无功功率的期望值。但是也考虑,根据供电网的电网电压或电网电压偏差来确定要馈入的场无功功率,所述要馈入的场无功功率也能够同义地称为场期望无功功率。尤其考虑,要馈入的场无功功率根据供电网的电网电压与电网额定电压的偏差来确定。

作为另外的步骤提出,对于每个风能设备求取要由相应的风能设备产生的设备无功功率。在此提出,对于每个风能设备而言对要产生的个体的设备无功功率的求取根据其个体的设备有功功率并且根据要馈入的场无功功率来实现。因此,通过要馈入的场无功功率的被考虑的点,能够确保:最后所有风能设备实际上也共同产生要馈入的场无功功率。

为了所述要馈入的电场无功功率划分到单一的风能设备上,提出,这根据有功功率来确定,即根据每个单一的风能设备此刻产生的有功功率来确定。也就是说,例如如果一个风能设备产生的有功功率是风电场的另一风能设备此刻产生的有功功率的两倍,那么考虑:所述一个风能设备与所述另一风能设备相比应产生两倍的无功功率,这是一个简单的实例。所述一个风能设备的要产生的设备无功功率在这种情况下被确定成所述另一风能设备的要产生的设备无功功率的两倍的值。要产生的设备无功功率也能够同义地称为设备期望无功功率。

现在,借助于所述建议能够实现,在划分要产生的电场无功功率时不仅考虑风能设备的设备特定的变量,而且也考虑当前生产活动。在此,尤其基于如下知识:如果所产生的有功功率同样是大的,那么能够特别有效地,即在功率损耗相对小的情况下实现无功功率的产生。相反,如果必须产生例如在量值上大于对应的风能设备的所产生的有功功率的相对大的无功功率,那么这种无功功率产生附带相对大的损耗。因此,在此提出,为了求取个体的设备期望无功功率,需考虑其当前所产生的设备有功功率。由此,尤其能够避免,一些设备必须产生相对高的无功功率,而其几乎不产生有功功率,这与当替代于此由产生相对多的有功功率的风能设备产生这种要产生的无功功率的至少一部分时相比,导致更高的损耗。

尤其提出,对分别要产生的个体的设备无功功率的求取根据所有个体的设备有功功率来实现。也就是说,不仅对于每个风能设备分别考虑其设备有功功率,而且考虑所有的设备有功功率,即由所有的风能设备分别所产生的有功功率。由此,能够在划分要产生的设备无功功率时实现特别好的调整。

因此,所述方法涉及将期望无功功率划分到风电场中的单一的风能设备上。但是也考虑并且适用于所有实施方式:风电场设计为混合场,即除了风能设备之外,另外的发电设备、尤其另外的再生性发电设备是风电场的一部分。这种另外的发电设备尤其能够是光伏设备。所述方法尤其也对于这种混合场是有意义的,因为初级能量的不同形式、即尤其一方面风和另一方面太阳辐射会引起强烈不同的设备有功功率,也分别涉及相应的设备的额定功率。

例如,在弱风的夏日,每个光伏设备能够分别产生额定功率,而每个风能设备可能分别在其额定功率的30%的范围中工作。

所有在下文中描述的实施方式和阐述也可类似地转用于混合场或另外的发电设备。对于风电场的每个描述也适用混合场的对应描述。对于风能设备的每个描述也适用另外的发电设备尤其光伏设备的对应描述。对于多个风能设备的每个描述也适用一个或多个风能设备与一个或多个另外的发电设备组合的对应描述。

根据一个设计方案提出,确定和产生个体的无功功率,使得所有个体的无功功率的总和对应于场无功功率。据此提出,也考虑实际所馈入的场无功功率。例如能够提出,首先求取所有要产生的个体的设备无功功率,并且然后也实际地产生。其总和应对应于所求取的场无功功率。因此在这种情况下仍考虑的波动和损耗、尤其在设备与电网连接点之间的波动和损耗可能导致,实际所馈入的无功功率仍不精确地对应于各个个体的设备无功功率的总和。然后,得出在要馈入的场无功功率与已馈入的场无功功率之间的偏差。能够通过如下方式抵消所述差:例如重新计算所有个体的要馈入的设备无功功率,或者均匀地或借助于另一诀窍调整已经求取的、要产生的设备无功功率,以便消除、尤其抵消要馈入的场无功功率与已馈入的场无功功率之间的差。

根据一个设计方案提出,根据要馈入的场无功功率Q

因此,为了计算个体的设备无功功率,将相同风能设备的当前所馈入的有功功率P

优选地,对个体的无功功率的确定通过中央的场控制单元实现。这种中央的场控制单元能够求取总体上通过风电场要馈入的场无功功率,例如经由接口从外部接收并且与风能设备中的每个风能设备组合。经由这种组合,中央的场控制单元能够将分别所求取的要产生的个体的设备无功功率传输给相关的风能设备。中央的场控制单元如果需要也能够查询相关的风能设备、即风能设备N的当前所馈入的个体的设备有功功率P

根据一个实施方式提出,个体的设备无功功率的求取附加地根据实际所馈入的场无功功率来实现。由此,总体上通过风电场要馈入的场无功功率与实际已馈入的场无功功率之间的偏差能够通过对要产生的个体的设备无功功率的调整来修正或抵消。

根据一个实施方式提出,个体的设备无功功率与个体的设备有功功率的比例对于每个风能设备是相同的。尤其地,对于每个风能设备对应地求取要产生的个体的设备无功功率。由此,能够将在产生设备无功功率时的损耗并且尤其将对于风电场中所有设备无功功率的产生而言的损耗的总和最小化。

根据一个设计方案提出,每个要设定的个体的设备无功功率根据要馈入的场无功功率经由个体的换算函数计算,其中,换算函数至少由可预先确定的、对于每个风能设备个体的基本值和可变的、对于每个风能设备而言个体的权重组成,其中,可变的权重根据所属的风能设备的个体的设备有功功率来求取。

个体的换算函数尤其能够是可变的因数,使得设备无功功率由所述换算函数和场无功功率的乘积计算。所述换算函数作为因数就其而言由作为两个因数的个体的基本值和个体的权重组成。

在此,尤其基于如下思想:能够经由基本值规定第一关系,所述第一关系也能够称为第一近似。在个体的设备无功功率的第一计算中,尤其当恰好风电场或相关的风能设备不断提高功率时,个体的权重能够具有值1作为初始值。于是,设备风功率仅根据要馈入的场无功功率和个体的基本值计算。

但是,此外,于是能够根据所属的、即相应的风能设备的个体的设备有功功率求取可变的个体的权重。为了直观表述,一个风能设备的个体的设备有功功率是特别小的,这能够经由个体的权重来考虑,所述权重根据上文中的实例于是能够从初始值1开始减小。但是,初始值也能够是权重的最后的值。相反,如果个体的设备有功功率是相对高的,那么对应地也能够提高个体的权重,也能够超过值1。

尤其提出,每个要设定的个体的设备无功功率Q

因此,每个个体的设备无功功率能够经由所述计算规则计算。就此而言,换算函数是k

尤其提出,基本值k

但是,为了附加地考虑,单一的风能设备关于总体上所产生的场有功功率实际所产生的有功功率何时偏离于经由额定功率求取到的所述第一近似,这能够经由针对每个单一的风能设备的可变的、个体的权重来考虑。为了简化,可变的、个体的权重也能够简单地仅称为可变的权重或简单地仅称为权重。尽管如此,对于每个风能设备都存在一个权重,并且所述权重彼此不同,至少能够彼此区分开。

因此,所述可变的权重在一定程度上与双重比例相关,即设备有功功率与场有功功率的比例如何涉及设备额定功率与场额定功率的比例。在理想的理论情况下,设备有功功率与场有功功率的比例能够对应于设备额定功率与场额定功率的比例。

然而,在风电场运行时,这种理想前提条件通常可能不存在,因为例如风电场的拓扑导致风能设备例如由风不同地迎流。这也能够与风向相关。尤其也考虑如下场效应,在所述场效应中一个风能设备遮挡另一风能设备或多个另外的风能设备,部分地也不同地遮挡。但是,具有相同的额定功率的例如4个风能设备在如下情况下可能产生不同数量的有功功率:所述风能设备例如不利地在一排中一个接一个设立,使得前方的风能设备形成后方的风能设备的风阴影,所述后方的风能设备又对于更位于其后面设立的风能设备再次减小风速。并且在第四风能设备中下,风可能会更弱和/或更紊流。

这能够经由考虑随后实际所产生的设备有功功率来考虑。在所提到的不利的实例情况下,设备有功功率与场有功功率的比例分别与设备额定功率与场额定功率的比例不同。对于示例性提到的完全处于风中的风能设备,也可能引起,设备有功功率与场有功功率的比例大于设备额定功率与场额定功率的比例,因为另外的风能设备被遮挡,所以所述完全处于风中的风能设备的场有功功率降低,而其设备有功功率不降低。也就是说,设备有功功率与场有功功率的比例变大,而设备额定功率与场额定功率的比例当然不改变,因为这两个额定功率是固定的值。

因此,这能够经由所提到的计算来考虑,所述计算可并入所述双重比例。也就是说,设备有功功率与场有功功率的比例和设备额定功率与场额定功率的比例成比例。由此,能够计算可变的权重。

但是,优选提出,该权重并非直接跟随每个有功功率变化。这可能是特别不期望的,因为由此得出连续波动的设备期望无功功率值,这会影响风能设备的动态。因此提出,所述双重比例经由动态函数能够并入可变的权重中。尤其提出,所述权重经由动态函数跟踪所述双重比例。这种动态函数特别能够是PT1特性、即一阶的延迟特性。这种一阶的延迟特性可相对于简单地实现,仅需要一个变量、即时间常数,并且特别具有如下优点:不会振动从而也不会产生过调。

优选地,能够提出5秒至300秒的值、尤其在10秒至30秒的范围中的值作为用于这种动态的跟踪的时间常数,尤其作为用于所提到的一阶的延迟特性的时间常数。在此,也特别考虑,基本上变化的风向改变所产生的有功功率的比例并且这种风向波动不会这样快地出现。因此,也不一定需要快速的跟踪。此外,如果过慢地跟踪权重函数,即如果过慢地调整将要馈入的场无功功率到单一的风能设备上的划分,也几乎不存在损伤的危险。在这种情况下,可能发生过高的损耗,这是不期望的,但是仅具有小的影响,尤其对年产量具有小的影响,如果对权重的跟踪在所提到的短时间中实现的话,。

根据一个实施方式提出,在所馈入的个体的设备有功功率和/或一个所馈入的场有功功率或所述所馈入的场有功功率变化时,对个体的设备无功功率的调整仅在预先确定的时间延迟之后和/或在继续使用动态的跟踪函数的条件下进行,和/或在考虑风电场的当前风功率的条件下进行。

对个体的设备无功功率的时间延迟的调整的优点已经结合可变的权重函数描述。经由此,对个体的设备无功功率的这种时间延迟的调整也能够良好地实现。但是,也考虑另外的变型形式,其中,例如,如果产生设备有功功率和/或场有功功率的变化,即如果产生相应的设备有功功率与场有功功率的商的变化,那么将换算因数直接用作为所述商并且时间延迟地跟踪所述商。也考虑:时间延迟地跟踪和/或时间延迟地检测或求取设备有功功率的所检测到的变化和/或要馈入的场无功功率的所检测到的变化,从而实现时间延迟的变化。时间延迟在此能够如在上文中关于时间延迟地调整个体的设备无功功率所描述的那样设计。

例如能够将对风电场的当前的风功率的考虑执行为,使得由于检测到的或也可以是预测的风况、尤其短期所预测的风况在直至一小时的时间范围中计算风电场的这种风功率。由此,能够停止对各个风能设备的实际所产生的有功功率的连续评估,从而尤其减轻风电场内的通信的负荷。

根据一个实施方式提出,如果至少一个设备功率对于求取要产生的个体的设备减负不可用,那么要产生的个体的设备无功功率暂时分别经由预先确定的预设值根据要馈入的电场无功功率来确定。因此提出,对于例如在风电场中存在通信干扰使得中央的场控制单元不能访问各个风能设备的当前的设备有功功率的情况而言,尽管如此仍可以预设要产生的个体的设备无功功率。在此需注意的是,对于传输这种要产生的个体的设备无功功率而言,与对于接收当前的设备有功功率而言,能够存在更简单的通信连接。也就是说,考虑:风电场中的通信被干扰,使得中央的场控制单元不能够接收所产生的有功功率值,尽管如此仍能够传送用于要设定的设备无功功率的期望值。

因此,中央的场控制单元不能获得当前的有功功率的这种情况虽然是罕见的,但是对于所述情况而言风电场尽管如此仍然能稳定运行,并且也能够馈入所预设的场无功功率。

设定每个要产生的个体的设备无功功率的这种预先确定的预设值能够经由如下变型形式实现:使用由个体的基本值和可变的、个体的权重组成的换算函数,其中,可变的、个体的权重在这种干扰情况下于是能够假定为值1。但是,也可以考虑其他实现方案,其中,对个体的设备无功功率的计算例如根据要馈入的场无功功率经由因数P

根据一个设计方案提出,要产生的个体的设备无功功率附加地根据风电场的功率损耗来求取。尤其存在从风能设备至电网连接点的传输线路。在所述传输线路上,可能出现功率损耗,并且优选地,所述功率损耗能够附加地在求取要产生的个体的设备无功功率时分别考虑。

在此特别考虑,分别尤其关于所使用的传输线路,对于风电场的与其他风能设备相比距电网连接点更远地架设的风能设备而言,与这种更靠近电网连接点设立的风能设备相比,提供、即产生降低的无功功率。距电网连接点最远地架设的风能设备例如能够预设以降低因数降低的要产生的个体的设备无功功率,而距电网连接点最近地设立的风能设备预设以所述修正值提高的要产生的个体的设备无功功率。由此,分别要产生的个体的设备无功功率因此进一步对于每个风能设备根据其个体的设备有功功率来求取,附加地但是根据风电场的线路损耗来调整。

优选地,要产生的个体的设备无功功率附加地根据至少一个标准来求取,所述标准选自如下列表:

-风电场的功率损耗,

-电缆因数,所述电缆因数特别考虑风能设备距电网连接点的距离作为权重因数,或所引入的无功电流的电网衰减或电网增强,

-固定的变流器因数,所述固定的变流器因数根据馈入单元尤其逆变器来预设,并且尤其考虑所预设的变流器效率作为权重因数,

-动态的变流器因数,所述动态的变流器因数考虑馈入单元尤其逆变器的当前检测到的性质、尤其馈入单元的当前检测到的效率,

-过载因数,所述过载因数考虑过载的时间和/或强度,

-预期的或预测的功率,以及

-储备因数,所述储备因数考虑用于满足系统服务的有功功率产生的可能的改变。

因此,电缆因数与风能设备距电网连接点的距离相关。所述距离能够被越大地选择,风能设备就越靠近电网连接点设置。尤其考虑,这种电缆因数对于整个风电场平均具有值1。如果风能设备和电网连接点之间的距离特别大,那么权重因数小于1,如果所述距离特别小,那么权重因数大于1。对应地,由相关的风能设备要产生的个体的设备无功功率与所述电缆因数相乘从而对应地更大或更小。电缆因数优选在0.5至1.5的范围中、尤其在0.8至1.2的范围中。

固定的变流器因数是如下因数:所述因数与馈入单元的固定的值相关,所述值特别能够从馈入单元即尤其逆变器的对应的数据页中提取。这种性质尤其是变流器效率。如果所述变流器效率高,那么能够预设要产生的get到设备无功功率的大的值。

动态的变流器因数是考虑馈入单元尤其逆变器的当前检测到的性质的变流器因数。

过载因数考虑过载的时间和/或强度。也就是说,如果风能设备处于过载中,那么这会导致风能设备必需提供更小的无功功率值。在此,这能够与所述过载已经存在多久和所述过载多强地存在相关。此外,这能够与其余的风能设备中是何种状况相关。

对要产生的个体的设备无功功率的求取也能够与预期的或预测的功率相关。在此特别提出,替代于检测到的设备有功功率,使用预期的或预测的功率。在此,特别考虑短期预测和/或经由激光雷达系统求取的预测。经由这种激光雷达系统,能够检测风能设备前方几百米的风速,并且从这种经由激光雷达识别到的风速导出的这种预测的功率,能够在求取要产生的个体的设备无功功率时被考虑。

储备因数能够考虑用于满足系统服务的有功功率产生的可能的改变,尤其使得相对于不考虑储备因数的个体的设备无功功率,减小与储备因数相关的要产生的个体的设备无功功率。也就是说,与在不具有储备因数的情况下相比,在具有储备因数的情况下,个体的设备额定功率能够是更小的。

系统服务可能需要突然或至少快速地改变所馈入的有功功率。这种系统服务的实例是提供瞬时功率。特别当提高有功功率时,这可能导致如下负荷程度:不能完全产生或提供或传输相关的风能设备的要产生的个体的设备无功功率。

为了预防这种情况,举一个简单的实例,在第一风能设备中,个体的设备无功功率能够略微减小,所述第一风能设备关于其额定功率馈入许多有功功率的。为了平衡,在第二风能设备中,个体的设备无功功率能够略微提高,所述第二风能设备关于其额定功率馈入少量的有功功率。这能够经由储备因数来考虑。

根据本发明,也提出一种风电场。所述风电场具有多个风能设备并且设置用于在电网连接点处将无功电功率馈入到供电网中。电网连接点也能够被考虑为风电场的一部分。提出,风电场配置用于被运行成,使得所述风电场将场有功功率馈入到供电网中,并且场有功功率由个体的设备有功功率组成,所述个体的设备有功功率分别由风能设备中的一个风能设备产生,并且所述风电场将场无功功率馈入到供电网中,并且场无功功率由个体的设备无功功率组成,所述个体的设备无功功率分别由风能设备中的一个风能设备产生,并且风电场具有场控制单元,所述场控制单元配置用于求取总体上通过风电场要馈入的场无功功率,对于每个风能设备,求取由相应的风能设备要产生的个体的设备无功功率,其中,对于每个风能设备,根据其个体的设备有功功率并且根据要馈入的场无功功率来确定对要产生的个体的设备无功功率的求取。

场有功功率的馈入还有场无功功率的馈入通过如下方式实现:各个风能设备分别产生个体的设备有功功率和个体的设备无功功率,并且个体的设备有功功率和个体的设备无功功率由所有风能设备传输至电网连接点,并且在该处馈入到供电网中。也就是说,风电场馈入所述单一功率的总和。

场控制单元能够特别构成为具有用于与风能设备通信的接口的计算单元。由此,场控制单元能够接收风能设备的个体的设备有功功率的相应的值。此外,场控制单元具有接口,以便求取总体上要通过风电场馈入的场无功功率。所述场无功功率能够直接从外部预设并且输入到接口中。替选地,场控制单元能够计算这种要馈入的场无功功率,尤其根据供电网的检测到的电网电压。这种检测也能够经由接口进行。

在其他方面,风电场,尤其场控制单元,被配置用于实施根据上述实施方式中的至少一个实施方式所述的方法。

附图说明

此时在下文中示例性地根据附图详细阐述本发明。

图1示出风能设备的立体示图。

图2示出风电场的示意图。

图3说明要馈入的场无功功率到单一的要产生的设备无功功率上的传统划分。

图4说明要馈入的场无功功率到单一的要产生的设备无功功率上的所提出的划分。

图5示出对要设定的个体的设备无功功率的可行的求取的方案。

具体实施方式

图1示出具有塔102和吊舱104风能设备100。在吊舱104处设置有具有三个转子叶片108和整流罩110的转子106。转子106在运行时通过风置于旋转运动中并且由此驱动吊舱104中的发动机。

在此,风能设备100具有电发电机101,所述发电机在吊舱104中表示。借助于发电机101能够产生电功率。为了馈入电功率设有馈入单元105,所述馈入单元特别能够构成为逆变器。由此,能够根据幅值、频率和相位产生三相的馈入电流和/或三相的馈入电压,以在电网连接点PCC处馈入。这能够直接地进行或也能够与风电场中的另外的风能设备一起进行。为了控制风能设备100并且也控制馈入单元105,设有设备控制装置103。设备控制装置103也能够从外部、尤其从中央的场计算机处获得预设值。

图2示出具有示例性三个风能设备100的风电场112,所述风能设备能够是相同或不同的。因此,所述三个风能设备100代表风电场112的基本上任意数量的风能设备。风能设备100经由场电网114提供其功率、即尤其所产生的电流。在此,各个风能设备100的分别所产生的电流或功率相加,并且大多设有变压器116,所述变压器将场中的电压进行升压变换,以便随后在也通常称为PCC的馈入点118处馈入到供电网120中。图2仅是风电场112的简化视图。场电网114例如也能够不同地设计,其方式为:例如也在每个风能设备100的输出端处存在变压器,这里仅列举另一实施例。

风电场112还具有中央地场控制单元122。所述中央的场控制单元能够经由数据线路124或无线地与风能设备100连接,以便经由此与风能设备交换数据并且尤其从风能设备100获得测量值并且将控制值传输给风能设备100。

场控制单元122还具有输入接口130。在所述输入接口130中,能够由外部的单元如电网运营商140输入要馈入的场无功功率的值、即场无功功率期望值。场无功功率期望值也能够同义地称为场期望无功功率。

图3同样示意性地示出具有第一至第四风能设备WT1至WT4的风电场312。出于图解说明的目的,所述四个风能设备WT1至WT4关于示例性描绘的风向350一个接一个地设置。为了简化,能够假定,所述四个风能设备WT1至WT4是相同的构造类型的进而具有相同的额定功率。

风电场312还具有场控制单元322,所述场控制单元获得要馈入的场无功功率的称为Q

这引起,在所述实例中,风能设备WT1至WT4中的每个风能设备应产生并且也产生相同大小的无功功率。这在该处标记为P=50%。

在图3的图解说明的实例中基于如下情况,其中风能设备WT2至WT4关于风向分别设立在一个前方的或多个前方的风能设备的后方。假定风的风强度足够使第一风能设备WT1能够产生90%的功率P。所述百分比的值能够涉及设备的额定功率。

由于遮挡以如下为基础:第二风能设备WT2仅能够产生70%(P=70%),第三风能设备WT3仅能够产生30%(P=30%),并且最后第四风能设备WT4仅能够产生20%(P=20%)。

这些值可能为了更好的图解说明而夸张描述,但是其表明:所有风能设备WT1至WT4必须分别产生相同大小的无功功率,即50%(Q=50%),而其有功功率产生是不同的。这导致,第一风能设备WT1产生与无功功率份额相比明显更大的有功功率份额,而第四风能设备WT4相反产生与有功功率份额(P=20%)相比明显更大的无功功率份额(Q=50%)。因此,特别第四风能设备WT4的无功功率产生是非常损耗的。

为了抵抗这种情况,在图4中说明一种解决方案。图4示出风电场312,其基本上对应于图3,使得选择相同的附图标记。然而,在求取要产生的个体的设备无功功率中存在不同,并且为此也存在在风能设备WT1至WT4和场控制单元322之间的通信中的不同。特别提出,场控制单元322获得相应的设备有功功率P

因此可看出,风能设备WT1至WT4的所产生的无功功率现在例如与分别所产生的有功功率具有相同的量级。至少在每个风能设备WT1至WT4中,无功功率Q与有功功率P的比例大约相同,在所示出的实例中即略小于值1。具体的值仅是实例,但重要的是在所有风能设备WT1至WT4中,所述比例是相同的。由此,无功功率产生在损耗最小化方面与图3的方式和方法相比被改进。

图5示出用于对于每个风能设备求取要产生的个体的设备无功功率的结构。图5简化地且根据图3和4基于具有四个风能设备WT1至WT4的风电场。为了更好的概览,仅将其中的第一和第四风能设备WT1或WT4作为块表示。每个风能设备分别对于当前所产生的设备有功功率P

根据这些值,能够对于风能设备WT1至WT4中的每一个分别计算要产生的个体的设备无功功率,即对于每个风能设备WT1至WT4分别计算要产生的个体的设备无功功率Q

根据图5的变型形式,在此即还附加地设有动态的跟踪。此外,在图5中示出的计算结构提供如下可行性:即使当例如在风电场中存在通信干扰,使得当前所产生的设备有功功率P

至少对于每个风能设备设有分别确定初始权重值G

基本值K

但是,在正常情况下,所述排除开关506是闭合的,如也在图5中所描绘的那样。然后,权重不发挥其作用。对应地,根据当前所产生的设备有功功率P

对应地,计算基本权重值G

延迟函数504特别也用于图解说明。延迟跟踪的另一可行性在于,替代所述延迟环节504或除了所述延迟环节504之外,对应延迟地求取风能设备的测量值,即当前所产生的设备有功功率P

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