BR112019012475A2

BR112019012475A2 - método para operar um parque eólico, parque eólico, e, instalação de energia eólica.

Info

Publication number: BR112019012475A2
Application number: BR112019012475-6A
Authority: BR
Inventors: Johannes Brombach; Katharina Schubert; Helge Giertz; David Rogge
Original assignee: Wobben Properties Gmbh
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2020-06-30
Also published as: CN110168831B; JP2020503832A; US20200028367A1; CN110168831A; EP3563461C0; EP3563461A1; US11245265B2; KR20190098231A; JP6873246B2; RU2719400C1; CA3045565A1; EP4401269A2; WO2018122253A1; CA3045565C; DE102016125953A1; EP3563461B1

Abstract

A invenção se refere a um método para operar um parque eólico (112) tendo uma pluralidade de usinas de energia eólica (100) ou uma instalação de energia eólica (100) para fornecer energia elétrica para uma rede de suprimento elétrico (120), compreendendo as etapas de: fornecer energia elétrica para uma rede de suprimento elétrico (120), determinar uma potência de estimativa (PW,P), que descreve uma potência que pode ser fornecida pelo parque eólico (112) ou pela instalação de energia eólica (100) em um período de tempo estimado em um futuro predeterminado; determinar uma potência de estimativa de redução (PnR) que descreve uma potência para o período de tempo estimado por meio do qual a potência (PM) fornecida no período de tempo estimado pode ser reduzida; e prover a potência de estimativa de redução (PnR) como uma potência de balanceamento negativo, em que a potência de estimativa de redução (PnR) é determinada de acordo com a potência de estimativa (PM) e de acordo com uma potência de utilização controlável, em que a potência de utilização controlável descreve uma potência que pode ser utilizada no período de tempo estimado, sob demanda, por consumidores controláveis (244) providos no parque eólico (112) ou na instalação de energia eólica.

Description

MÉTODO PARA OPERAR UM PARQUE EÓLICO, PARQUE FÓLICO, E, INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA

[001] A presente invenção se refere a um método para operar um parque eólico tendo uma pluralidade de usinas de energia eólica. A presente invenção também se refere a um parque eólico correspondente.

[002] Parques eólicos são conhecidos. Eles têm uma pluralidade de usinas de energia eólica e fornecem para uma rede de suprimento elétrico através das ditas usinas de energia eólica via um ponto comum de conexão de rede. Além da dita tarefa principal de fornecimento de energia, tais parques eólicos também podem realizar tarefas de suporte à rede de suprimento elétrico ou pelo menos para contribuir.

[003] Uma contribuição importante, pelo menos possível, para o suporte à rede consiste em reduzir a potência de fornecimento quando necessário. As usinas de energia eólica e, portanto, os parques eólicos, neste caso, têm a propriedade de serem capazes de reduzir suas potências de fornecimento muito rapidamente. Por exemplo, eles podem reduzir pela metade sua potência de fornecimento em poucos segundos. Portanto, as usinas de energia eólica ou parques eólicos são basicamente os geradores em uma rede de suprimento elétrico que são capazes de reduzir sua potência mais rapidamente sem problemas. Isto significa, em particular, que eles também podem tornar disponível sua potência novamente praticamente de modo igual, rapidamente após a redução. Particularmente para situações em que muita potência está temporariamente presente na rede de suprimento elétrico relevante, um suporte rápido pode ser alcançado por usinas de energia eólica, devido à redução temporária semelhante da potência.

[004] De modo a garantir uma rede de suprimento elétrico continuamente estável, é importante que o operador de rede de suprimento elétrico, também referido como operador de rede, tenha informações sobre a potência para ser capaz de reduzir dita potência. Usinas de energia eólica ou parques eólicos também podem reduzir prontamente sua potência fornecida completamente em um tempo curto, o que requer a esse respeito, no entanto, que a potência também seja fornecida. No caso de um parque eólico, a potência fornecida também depende, em particular, da velocidade do vento predominante.

[005] A fim de possibilitar ao operador de rede planejar, por exemplo, com um dia de antecedência, uma estimativa de vento ou estimativa meteorológica pode ser realizada de modo a estimar a potência que pode ser fornecida para o período de estimativa e, portanto, também a potência que pode ser reduzida.

[006] Portanto, tal potência esperada pode ser estimada e o operador de rede pode incluir isso em seu planejamento, mas a potência não é conhecida de forma tão confiável de modo que o operador de rede possa definitivamente contar com ela. Por essa razão, um tipo de avaliação de risco é frequentemente realizado, o que pressupõe que apenas alguns por cento, por exemplo, 3%, de uma potência de estimativa podem ser considerados seguros. Desse modo, se uma potência de 1 MW for estimada, uma consideração de confiabilidade definida em 3% leva a um valor de suporte seguro de 30 kW. Por conseguinte, apenas o dito valor de confiabilidade é tomado como base no caso do pagamento deste serviço de sistema. Em outras palavras, no caso exemplificativo mencionado, pode ser disponibilizada uma potência de balanceamento negativo de minutos de 1 MW, enquanto, no entanto, apenas kW podem ser negociados.

[007] A presente invenção tem, portanto, como base o objetivo de abordar pelo menos um dos problemas acima mencionados. Em particular, a intenção é propor uma solução que torne possível que um parque eólico seja capaz de prover a mais alta potência de balanceamento negativo possível, em uma determinada potência de balanceamento de minutos, ou seja, também ser capaz de disponibilizar a dita potência de forma confiável para um período planejado anteriormente de modo que o operador de rede possa esperar definitivamente a dita potência ou negociar a dita potência ao operador de rede. O objetivo é pelo menos propor uma solução alternativa para soluções conhecidas até o momento.

[008] No pedido de prioridade para o presente pedido PCT, o Instituto Alemão de Marcas e Patentes procurou a seguinte técnica anterior: DE 10 2012 215 565 A1 e US 2016/0226258 AL.

[009] A invenção propõe um método como reivindicado na reivindicação 1. O método procede de um parque eólico tendo uma pluralidade de usinas de energia eólica. A energia elétrica é gerada a partir do vento utilizando as ditas usinas de energia eólica e a dita energia elétrica é fornecida para uma rede de suprimento elétrico pelo dito parque eólico, mais precisamente através de um ponto de conexão de rede. A energia elétrica é, portanto, fornecida para a rede de suprimento elétrico.

[0010] Em princípio, apenas uma instalação de energia eólica pode ser usada em vez de um parque eólico. A instalação de energia eólica pode, neste caso, operar em princípio como um parque eólico, mas geralmente dispensa menos potência do que um parque eólico e, portanto, muitas vezes não é tão relevante para o suporte à rede, mas é considerada. Todas as descrições a seguir relacionadas a um parque eólico também se aplicam a uma instalação de energia eólica, desde que não estejam relacionadas a particularidades do parque eólico que não possam ser transferidas para uma instalação de energia eólica, como, por exemplo, características relativas à coordenação de uma pluralidade de usinas de energia eólica em um parque eólico.

[0011] Além disso, uma potência de estimativa é identificada. À potência de estimativa é uma potência que pode ser fornecida em um período de estimativa futuro predeterminado pelo parque eólico. Em particular, neste caso, é realizada uma estimativa do vento ou meteorológica, a partir da qual é possível obter o quanto de potência o parque eólico pode fornecer, por exemplo, nas próximas 24 horas. Neste caso, se todas as usinas de energia eólica estiverem operacionalmente prontas ou, por exemplo, se tiverem que ser submetidas a manutenção, é de preferência também considerado, para mencionar apenas um exemplo de uma condição de contorno. À estimativa meteorológica também pode considerar, por exemplo, se é esperado gelo e, consequentemente, algumas usinas de energia eólica não podem ser operadas e/ou podem ser operadas somente com o aquecimento simultâneo das pás, para mencionar um exemplo adicional de uma consideração.

[0012] Uma potência de estimativa de redução também é determinada para o período de estimativa. A dita potência de estimativa de redução é a potência pela qual a potência fornecida no período de estimativa pode ser reduzida.

[0013] A potência de estimativa de redução é então suprida coma potência de balanceamento negativo, em particular coma potência compensação de negativa negociável. Para esta finalidade, por exemplo, o parque eólico transmite sinais a um operador de rede, os ditos sinais contendo as informações relativas ao tempo ou ao período e ao quanto de potência o parque eólico pode reduzir a potência fornecida do mesmo.

[0014] Agora é proposto que a potência de estimativa de redução seja determinada dependendo da potência de estimativa e dependendo de uma potência de consumo controlável. A determinação da potência de estimativa já foi explicada e a potência de consumo controlável é uma potência que pode ser consumida sob demanda no período de estimativa pelos consumidores controláveis presentes no parque eólico. Tais consumidores controláveis podem ser, por exemplo, um sistema de aquecimento de pás ou uma ventoinha, para mencionar apenas dois exemplos. No entanto, os consumidores que não fazem parte direta de uma instalação de energia eólica, mas fazem parte do parque eólico, também são levados em consideração.

Linhas elétricas no parque eólico também podem ser usadas como consumidores elétricos. São considerados aqui, pelo menos, consumidores que podem ser acionados sob demanda. São, portanto, consumidores que podem ser acionados de maneira alvejada em resposta a uma demanda, em particular uma demanda gerada por uma unidade de controle central, para o consumo de potência que está envolvido aqui. Particularmente, o ponto aqui é que tais consumidores são acionados em adição a e/ou independentemente de sua finalidade usual. A finalidade usual de um sistema de aquecimento de pá, para ficar com este exemplo, é aquecer a pá do rotor em questão com a finalidade de degelar ou com a finalidade de proteger contra o congelamento. No entanto, esse sistema de aquecimento de pá também pode ser operado quando não há congelamento ou não há nada para evitar. Se o dito sistema de aquecimento de pás, mencionado a título de exemplo, também pode ser acionado independentemente da finalidade original do mesmo, mais precisamente degelando ou prevenindo o congelamento, em particular por uma unidade de controle do parque central, o dito sistema de aquecimento de pá é um consumidor que pode ser controlada sob demanda no contexto da invenção e pode prover uma potência de consumo controlável.

[0015] Para tratar de um outro exemplo que já foi mencionado, mais precisamente linhas de transmissão no parque eólico, a finalidade original do mesmo é transmitir potência, mais precisamente, em particular, de uma instalação de energia eólica respectiva para um ponto de conexão de rede. Neste caso, se a potência reativa também for transmitida agora por uma instalação de energia eólica, cuja potência é absorvida por outra instalação de energia eólica ou à qual potência reativa de compensação é fornecida por outra instalação de energia eólica, a dita linha é então operada como um consumidor controlável e é um consumidor controlável no contexto da invenção, quando tal potência de consumo pode ser controlada sob demanda, em particular sob demanda pela unidade de controle do parque central. Em particular, pelo menos uma instalação de energia eólica pode gerar uma corrente reativa de tal modo que, como resultado, a corrente reativa seja absorvida a partir da rede de suprimento elétrico e é fornecida para um consumo de potência na linha elétrica.

[0016] Propõe-se agora considerar, para todo o parque eólico, o quanto dessa potência de consumo ou outra potência de consumo controlável está presente ou pode ser ativada. A dita potência de consumo controlável geral que está presente ou pode ser ativada e a potência de estimativa já explicada é agora tomadas como uma base para determinar a potência de estimativa de redução dependendo da mesma.

[0017] Em particular, foi aqui mencionado que agora a potência de estimativa de redução pode ser aumentada em termos da sua magnitude pela dita potência de consumo controlável. A potência antecipada possivelmente não é conhecida com exatidão ou não de forma suficientemente confiável e, portanto, pode ser considerada apenas para a determinação da potência de estimativa de redução, mas ela também pode ser levada em consideração. Um valor mínimo é preferencialmente usado pela potência de estimativa para um período de tempo dentro do período de estimativa de modo que a potência de estimativa de redução para o período de estimativa em questão seja calculada dependendo do dito valor mínimo.

[0018] Além disso, a determinação da potência de estimativa de redução também envolve a potência de consumo controlável, que também tem regularmente a vantagem de que pode ser considerada segura, pelo menos até certo grau. Para ficar com o exemplo mencionado do sistema de aquecimento de pá, a potência absorvida do dito sistema de aquecimento de pá é conhecida e é também conhecida se o dito sistema de aquecimento de pá for de outro modo necessário no período de estimativa ou se estiver disponível coma potência de consumo controlável. Se for assim, por exemplo, quente o suficiente, não se espera que o dito sistema de aquecimento da pá seja necessário. É então também preferido considerar que, dependendo da temperatura exterior, apenas o aquecimento parcial é possivelmente considerado, a fim de evitar o superaquecimento. No entanto, pode ser regularmente o caso em que o sistema de aquecimento de pá também pode ser operado permanentemente até o valor nominal do mesmo. O dito valor nominal está então disponível coma potência de consumo controlável e pode ser usado para a determinação da potência de estimativa de redução.

[0019] A potência de estimativa de redução pode, assim, ser composta de uma porção da potência de estimativa e da potência de consumo controlável. Estes valores podem ser adicionados, mais precisamente de acordo com as magnitudes, isto é, a magnitude da porção da potência de estimativa e a magnitude da potência de consumo controlável que pode ter sido levada em consideração.

[0020] É preferencialmente proposto que a potência fornecida seja reduzida por um valor até o nível da potência de estimativa de redução em resposta a uma demanda por suporte de rede no período de estimativa. Assume-se, assim, que uma potência de estimativa de redução foi determinada e, por exemplo, transmitida como um suprimento para O operador de rede ou para a estação de controle de rede da mesma. Se tal caso de suporte, no qual o operador de rede recorre à dita estimativa e à potência de estimativa de redução suprida, o parque eólico reduz a potência fornecida correspondente da mesma. O operador de rede pode, então, mais precisamente, utilizar uma proporção da potência de estimativa de redução suprida ou pode utilizar por completo a dita potência de estimativa de redução suprida. O parque eólico reduz, então, a potência fornecida do mesmo pelo valor utilizado pelo operador de rede.

[0021] Neste caso, no entanto, o parque eólico não precisa necessariamente acionar os consumidores controláveis, mas pode primeiro reduzir a potência fornecida. A potência fornecida corresponde, no caso ideal,

à potência previamente estimada, isto é, à potência de estimativa do período de estimativa em que o parque eólico está então situado. A dita potência de estimativa foi levada em consideração na determinação da potência de estimativa de redução que foi suprida pelo operador de rede, mas não exclusivamente. Observa-se, em particular, que apenas uma proporção da potência de estimativa foi levada em consideração na determinação da potência de estimativa de redução. Portanto, é muito provável que mais potência seja fornecida do que a suprida coma potência fornecida definitivamente na determinação da potência de estimativa de redução. À potência fornecida atualmente também pode ser reduzida mais adequadamente.

[0022] Para mencionar um exemplo simples, uma potência de estimativa em 1 MW pode ter sido estimada. 3% da mesma foi considerado como um valor confiável para a determinação da potência de estimativa de redução, ou seja, 30 kW, para ficar com o exemplo já mencionado acima. Além disso, o fato de haver uma potência de consumo controlável de 300 kW é considerado. Assim, a potência de estimativa de redução para este exemplo é então de 330 kW. No entanto, quando a potência é estimada, ou seja, a potência de estimativa é efetivamente definida, mais precisamente ao nível de 1 MW, e o operador de rede recorre à potência de estimativa de redução total, significa que uma redução da potência fornecida em 330 kW é demandada. Assim, a potência fornecida pode então ser reduzida para 670 kW, sem que apenas um dos consumidores controláveis também seja acionado sob demanda, a fim de diminuir a potência de consumo controlável ou uma proporção da mesma.

[0023] O fator decisivo foi que este exemplo de 330 kW não só podia ser suprido como também podia ser suprido de forma confiável. A potência de consumo controlável é também necessária para esta finalidade, de modo que o operador de rede possa contar com os ditos 330 kW. Quando o caso real de suporte surge, uma redução apenas na potência realmente fornecida ainda pode ser levada em consideração. No entanto, a totalidade ou uma proporção da então potência de redução demandada pode, naturalmente, também ser efetivamente enchida pelos consumidores controláveis. Se é conveniente reduzir a potência gerada ou diminuir uma proporção da potência gerada por meio dos consumidores controláveis pode ser decidido individualmente e também depender do tipo de consumidor, por exemplo.

[0024] No entanto, o caso em que realmente menos potência é gerada e fornecida do que a estimativa original como potência de estimativa também é levada em consideração. Assim, por exemplo, se menos potência do que a estimativa é gerada e fornecida e uma alta potência de redução é então demandada, o fato de que a potência também é extraída da rede pelo parque eólico também é considerado. A potência negativa é então fornecida.

[0025] Assim, por exemplo, para ficar com o exemplo acima, se apenas uma potência de 200 kW for fornecida e o operador de rede demandar a potência de estimativa de redução totalmente suprida como a potência de redução, ou seja, requerendo 330 kW de potência de redução, a geração de potência pelo parque eólico pode ser reduzida a zero, como resultado do qual a potência fornecida é reduzida em 200 kW. Além disso, 130 kW podem ser extraídos da rede e consumidos pelos consumidores controláveis. O parque eólico reduziu então a sua potência fornecida em um total de 330 kW, isto é, sendo suprido e requerido agora pelo operador de rede também, mais precisamente de 200 kW a -130 kW. Este também é apenas um exemplo que pode ser realizado mesmo com uma única instalação de energia eólica. O método de acordo com a invenção pode também ser realizado com uma única instalação de energia eólica. No entanto, potências maiores do que as potências de suporte são muitas vezes desejadas pelo operador de rede, com o resultado de que o uso de um parque eólico tendo uma pluralidade de usinas de energia eólica é então vantajoso.

[0026] Por conseguinte, é preferencialmente proposto que um ou mais dos consumidores controláveis sejam ligados e/ou a diminuição de potência dos mesmos seja controlada de modo a que a potência fornecida seja reduzida como resultado, em que a potência é adicionalmente extraída da rede elétrica e consumida quando a potência de fornecimento que ainda não foi reduzida é menor que a potência de estimativa de redução e também menor do que a potência de redução demandada. Quando a potência fornecida que ainda não foi reduzida é, portanto, menor do que a potência de redução demandada, a potência de redução demandada é realizada, pelo menos em parte, pelos consumidores controláveis. Neste caso, presume-se que a potência de redução também é demandada no máximo apenas até a potência de estimativa de redução. É claro que prover ou diminuir mais potência de redução do que a potência de estimativa de redução também não deve ser excluído. No entanto, a determinação e o suprimento da potência de estimativa de redução não decorre inicialmente deste caso especial.

[0027] A potência de estimativa de redução é preferencialmente determinada de modo que seja composta pelo menos da potência de produção ou de um valor da mesma, multiplicado por um valor de qualidade prescrito, e a potência de consumo controlável. Esta potência de estimativa é, portanto, uma potência que é esperada no período de estimativa e depende particularmente, mas não necessariamente, de uma estimativa de vento e/ou meteorológica. Para obter uma potência esperada com confiança da dita potência de estimativa, a dita potência de estimativa é multiplicada por um valor de qualidade prescrito, que, portanto, tem de ser < 1, mas > 0. O dito valor de qualidade pode ser, por exemplo, 3%. O cálculo também pode ser efetuado por um período de tempo. Se a potência de estimativa flutuar durante o mesmo período de tempo, um valor mínimo da potência de estimativa pode ser usado.

[0028] A potência de consumo controlável é então envolvida. A dita potência de estimativa multiplicada pelo valor de qualidade prescrito ou pelo valor de potência de estimativa multiplicado com a mesma e a potência de consumo controlável são adicionados para formar a potência de estimativa de redução. Um exemplo correspondente já foi especificado e explicado acima.

[0029] A respectiva estimativa de disponibilidade para cada consumidor controlável é preferencialmente também levada em consideração para a determinação da potência de consumo controlável. Uma explicação para o exemplo de um sistema de aquecimento de pás como consumidor controlável também já foi dada acima, de acordo com a qual a operacionalidade do sistema de aquecimento de pás depende, por um lado, de ser ou não considerada como uma contribuição para a potência de estimativa de redução ou, por conta da meteorologia, já é possivelmente usada de acordo com a sua finalidade atual, ou seja, degelando as pás ou impedindo o congelamento. Se o dito sistema de aquecimento de pás for utilizado principalmente para degelar ou como meio de proteção contra a formação de gelo, a potência consumível não pode fazer parte da potência de estimativa de redução, uma vez que não pode consumir potência adicional nos casos em que a potência fornecida tem de ser reduzida. Nesse caso, a disponibilidade que é estimada é de zero.

[0030] Como outro exemplo, foi também mencionado que o sistema de aquecimento das pás não pode ser operado ao máximo devido às temperaturas muito altas nos arredores, porque isso levaria a valores de temperatura alta. Assim, se o sistema de aquecimento das pás pudesse ser operado apenas a 50% da potência nominal do mesmo, por exemplo, dependendo da estimativa meteorológica, em particular a estimativa meteorológica desfavorável, o valor de 0,5 ou 50% seria considerado aqui como a disponibilidade que está estimada.

[0031] De acordo com uma modalidade, propõe-se que a potência de consumo controlável seja constituída por uma pluralidade de proporções de potência. Cada proporção de potência é associada a um consumidor controlável e, portanto, descreve a potência do dito consumidor controlável que deve ser considerado. Pelo menos uma das ditas proporções de potência é calculada neste caso a partir de uma potência máxima do consumidor controlável do mesmo multiplicada por uma disponibilidade do consumidor controlável do mesmo que é estimado. De preferência, uma pluralidade de proporções de potência é calculada deste modo, em cada caso com base nos consumidores controláveis do mesmo e também em cada caso com base em uma disponibilidade do consumidor controlável do mesmo que é estimado. De preferência, todas as proporções de potência são calculadas desta maneira.

[0032] Assim, por exemplo, a potência controlável pode ser a soma de duas proporções de potência. Neste caso, a primeira proporção de potência pode ser associada, por exemplo, ao sistema de aquecimento de pás já mencionado acima. A potência máxima do dito consumidor, isto é, o dito sistema de aquecimento de pás, pode ser a potência nominal do consumidor. Por exemplo, o sistema de aquecimento da pá pode ter uma potência nominal de 200 kW. Se, como já foi dito acima de acordo com um exemplo, a estimativa meteorológica revelou que apenas 50% da potência do sistema de aquecimento da pá pode ser usada para a redução da potência projetada, a primeira proporção de potência resultaria aqui como o produto de 200 kW como a potência máxima do consumidor multiplicada por 50%, ou seja, 0,5 como a disponibilidade que é estimada. Neste exemplo, a primeira proporção de potência seria de 100 kW.

[0033] A segunda proporção de potência pode estar associada a uma linha de transmissão no parque, incluindo um inversor conectado com a mesma, que transmite ou absorve uma potência reativa ou uma corrente reativa através da dita linha. Como resultado da mesma, um máximo de 100 kW de potência pode ser consumido e menos potência pode ser consumida quanto mais a dita potência ou o pelo menos um inversor associado for necessário para gerar ou transmitir potência para ser fornecida. Assim, se a estimativa for de tal forma que muito vento é esperado e muita potência pode ser fornecida, a linha pode ser usada, por exemplo, somente até 30% para o consumo de potência. Um valor de 100 kW multiplicado por 30% resultaria, portanto, para a segunda proporção de potência, tal que resultaria em 30 kW.

[0034] Neste último exemplo ilustrativo para a segunda proporção de potência, no entanto, em vez da disponibilidade que é estimada em 30%, o valor de 1, ou seja, 100%, ainda pode ser aplicado desde a disponibilidade que é estimada em 30% resulte apenas quando muita potência é fornecida. No entanto, uma quantidade muito grande de potência também pode ser suprida como a potência de redução no caso de casos em que uma redução de potência deve ser realizada. A linha como um consumidor adicional seria necessária somente quando, contra a estimativa do vento, apenas muito pouca potência seria fornecida ou mesmo nenhuma potência. Neste caso, no entanto, a linha de transmissão também pode ser usada completamente como um consumidor controlável.

[0035] No presente exemplo, a potência de consumo controlável resultaria assim em 200 kW, mais precisamente a partir da primeira proporção de potência a 100 kW e a segunda porção de potência a 100 kW.

[0036] É preferencialmente proposto que os consumidores controláveis sejam acionados por uma unidade de controle do parque central do parque eólico. Os ditos consumidores controláveis do parque eólico podem, portanto, ser controlados e, consequentemente, monitorados por meio da dita unidade de controle do parque central, que também pode ser referido, em termos simplificados, como controlador do parque eólico. Além disso, os ditos consumidores controláveis podem também ser levados em consideração para o parque em geral e, de preferência, a unidade de controle de parque central realiza o cálculo ou a determinação da potência de consumo controlável em termos de nível. Em particular, a dita unidade de controle do parque também realiza a determinação da potência de estimativa de redução. Como resultado, o parque eólico pode operar em ou na rede como uma unidade para esse suporte de rede, suprindo potência de balanceamento negativo, mais precisamente, suprindo a potência de estimativa de redução.

[0037] Além disso, ou em alternativa, propõe-se que a unidade de controle do parque central receba um sinal de demanda de uma estação de controle de rede provida para controlar a rede de suprimento elétrico. O dito sinal de demanda pode então formar a demanda por suporte de rede. Além disso, a dita unidade de controle de parque central opera de preferência de modo a reduzir a potência fornecida dependendo da dita demanda e, quando necessário, aciona de acordo com os consumidores controláveis. Como resultado, a estação de controle de rede e, portanto, em particular, também o operador de rede que opera a rede de suprimento elétrico pode, com vantagem, usar um parque eólico para o suporte de rede. Em particular, uma alta potência de balanceamento negativo pode ser ativada em um curto espaço de tempo pela estação de controle de rede.

[0038] Pelo menos uma proporção da dita potência de balanceamento negativa pode ser realizada pelo acionamento de consumidores, os quais também podem ser referidos a este respeito como cargas. Nesse caso, também é considerado conectar ou desconectar consumidores ou controlar consumidores em cada caso em termos do nível de consumo. A potência de cada instalação de energia eólica que é produzida também pode ser controlada em termos do seu nível. Em particular, através de uma combinação de controlar cargas e controlar a potência de saída das usinas de energia eólica, dentro dos limites técnicos, basicamente todos os pontos de operação podem ser iniciados, isto é, a potência do parque eólico pode ser definida continuamente.

[0039] De acordo com uma outra modalidade, propõe-se que pelo menos um armazenamento de energia esteja presente no parque eólico, a fim de prover pelo menos temporariamente potência adicional à energia eólica gerada pela instalação de energia eólica de um parque eólico para fornecimento de rede de suprimento elétrico. Tal armazenamento de energia, que pode ser, por exemplo, um armazenamento de bateria, pode, portanto, fornecer — potência —adicionalh na rede de suprimento elétrico; consequentemente, isso pode pelo menos prover potência.

[0040] Para este fim, de acordo com a modalidade mencionada, propõe-se agora que a potência de estimativa de redução seja determinada também dependendo da potência disponível de pelo menos um armazenamento de energia. Neste caso, a potência de estimativa de redução pode, assim, também ter em conta a potência fornecida na rede de suprimento elétrico pelo dito armazenamento de energia e pela qual a potência fornecida na rede de suprimento elétrico pode, portanto, ser reduzida. Considerando tal potência do, pelo menos, um armazenamento de energia tem a vantagem, em particular, que também pode ser estimada de forma confiável, uma vez que o conteúdo de armazenamento do dito armazenamento de energia teria de ser conhecido e também a capacidade do mesmo, para fornecer potência para a rede de suprimento elétrico, isto é, em que as correntes máximas de descarga são permitidas.

[0041] Além disso, ou alternativamente, essa potência, que O armazenamento de energia pode absorver da rede de suprimento elétrico, também pode ser integrada aqui concomitantemente na determinação da potência de estimativa de redução. A dita potência também pode ser muito bem estimada para o armazenamento de energia e, como resultado, a potência de estimativa de redução suprida pode ser aumentada por um valor adequadamente confiável.

[0042] A potência de estimativa de redução é preferencialmente usada coma potência de balanceamento negativo de minutos. O operador de rede pode, assim, demandar do parque eólico em questão que o parque eólico reduza temporariamente a potência fornecida do mesmo até ao nível da potência de estimativa de redução. A dita redução pode ser demandada e realizada em poucos segundos. Em particular, é proposto que a dita redução seja realizada dentro de alguns segundos, particularmente dentro de 30 s, preferencialmente dentro de 20 s e, em particular, dentro de 10 s. A dita redução é também preferivelmente realizada neste caso apenas por um ou alguns minutos, em particular menos do que 10 min. O fornecimento de potência do parque eólico é assim reduzido em um tempo < | min e a redução dura apenas alguns minutos. Esse suporte de rede pode ser regularmente suficiente para processos transitórios de suporte que ocorrem temporariamente na rede de suprimento elétrico. É importante que o operador de rede possa contar com o fato de que essa redução até o nível da potência de estimativa de redução suprida também pode ser demandada.

[0043] De acordo com uma modalidade, propõe-se que seja provida uma unidade de controle de consumo central para acionar ou coordenar o acionamento de um, vários ou todos os consumidores controláveis. A dita unidade de controle de consumo central é de preferência acoplada à unidade de controle do parque central e recebe um valor de ponto de regulação de consumo total da unidade de controle do parque central. O dito valor de ponto de regulação de consumo total indica o valor pelo qual o consumo dos consumidores controláveis deve ser reduzido de modo geral. A unidade de controle de parque central pode, portanto, prescrever um valor de ponto de regulação de consumo total e a implementação ou coordenação específica é efetuada pela unidade de controle de consumo. Como resultado, em particular, uma estrutura pode ser simplificada e a unidade de controle do parque central precisa coordenar uma redução da potência gerada somente com relação à potência fornecida e à potência de redução demandada, mais precisamente, demandada pelo operador de rede. A dita unidade de controle de parque central pode reduzir a potência fornecida e, quando existe um requisito para redução de potência adicional, transmitir o dito requerimento como o valor de ponto de regulação de consumo total para a unidade de controle de consumo, que lida com a coordenação. A unidade de controle de consumo é preferencialmente também usada para calcular a potência total de consumo controlável. O dito valor pode ser dado a um meio de determinação de estimativa, que pode fazer parte da unidade de controle do parque central, para que os ditos meios de determinação de estimativa ou a unidade de controle do parque central possam determinar e suprir a potência de estimativa de redução levando em conta a dita potência de consumo controlável.

[0044] A potência de estimativa e, além disso ou alternativamente, a potência de estimativa de redução são preferencialmente especificadas como um perfil de tempo ao longo do período de estimativa. Os perfis de tempo podem, portanto, ser considerados e armazenados. Em particular, as estimativas de vento e/ou meteorológicas correspondentes que flutuam regularmente ao longo do tempo também podem ser levadas em conta.

[0045] O período de estimativa é, de preferência, de aproximadamente 24 horas. O dito período de estimativa também pode ser definido para ser mais curto ou mais longo. De um modo preferido, o dito período de estimativa está na faixa de 12 a 48 horas, de um modo ainda mais preferido, na faixa de 18 a 36 horas. Em particular, o dito período de estimativa é de aproximadamente um dia. Como resultado, uma previsibilidade de aproximadamente um dia é alcançada para o operador de rede. Ao mesmo tempo, o dito período de estimativa de aproximadamente | dia é um período para o qual uma estimativa do vento e/ou meteorológica ou previsão meteorológica pode ser feita com um grau muito bom de precisão e confiabilidade.

[0046] O período de estimativa é preferencialmente dividido em períodos de 4 horas e uma redução da potência de estimativa é determinada para cada um dos períodos de tempo. Uma potência de estimativa de redução pode, portanto, ser suprida e, em particular, negociada para cada um desses períodos de tempo. Como resultado, um operador de rede pode reservar tais potências de estimativa de redução para períodos de tempo de 4 horas, para assim ter a oportunidade nos períodos de tempo reservados desta maneira para demandar uma potência de balanceamento negativo quando necessário.

[0047] O dito período de estimativa é de preferência dividido em intervalos, em particular em intervalos de aproximadamente 15 min, isto é, aproximadamente quatro intervalos por hora. Tal divisão temporal em intervalos provê a possibilidade de mapear uma mudança ao longo do tempo das condições ao longo do período de estimativa, em que, ao mesmo tempo, no entanto, em cada caso, valores estáveis podem ser disponibilizados nos intervalos. Por conseguinte, é também possível alcançar uma situação em que não seja necessário transmitir grandes quantidades de dados entre o parque eólico e o operador de rede ou entre o parque eólico e a estação de controle de rede.

[0048] A invenção também propõe um parque eólico. O dito parque eólico compreende um aparelho de fornecimento para fornecer energia elétrica para a rede de suprimento elétrico. Um tal aparelho de fornecimento pode ser provido, em particular, como um inversor em cada uma das usinas de energia eólica. Além disso, um transformador pode ser provido no ponto de conexão de rede no qual ou através do qual o fornecimento para a rede de suprimento elétrico ocorre.

[0049] Além disso, o dito parque eólico compreende um aparelho de identificação para identificar uma potência de estimativa, que descreve uma potência que pode ser fornecida em um período de estimativa futuro predeterminado pelo parque eólico. O aparelho de identificação pode conter, em particular, um computador de processo, que é suprido com informações apropriadas requeridas para identificar a potência de estimativa.

[0050] Além disso, é proposto um meio de determinação de estimativa, os ditos meios de determinação de estimativa sendo preparados para determinar uma potência de estimativa de redução, que denota, para o período de estimativa, uma potência pela qual a potência fornecida no período de estimativa pode ser reduzida. Tal meio de determinação de estimativa também pode ser projetado como um computador de processo ou compreender o mesmo. Os meios de determinação de estimativa podem também fazer parte do aparelho de identificação ou vice-versa. O aparelho de identificação e/ou o meio de determinação de estimativa pode fazer parte de uma unidade de controle do parque central.

[0051] Além disso, um meio de suprimento para suprir a potência de estimativa de redução como a potência de balanceamento negativo é proposto. Os meios de suprimento podem, da mesma forma, conter um computador de processo e uma interface de comunicação para comunicar com uma estação de controle de rede. Os dados podem ser trocados entre a estação de controle de rede e os meios de suprimento através da dita interface de comunicação. Em particular, os meios de suprimento podem transmitir valores que indicam a potência de estimativa de redução de acordo com o seu nível para a estação de controle de rede através da dita interface de comunicação. A comunicação é, de preferência, configurada de modo que tais valores sejam transmitidos em espaçamentos predeterminados, como, por exemplo, a cada 15 minutos.

[0052] Os meios de suprimento podem, neste caso, também fazer parte do aparelho de identificação e/ou dos meios de determinação de estimativa e/ou parte da unidade de controle do parque central.

[0053] Além disso, o parque eólico tem pelo menos um consumidor controlável, que pode consumir potência sob demanda. Uma pluralidade de consumidores controláveis é preferencialmente provida.

[0054] Para um tal parque eólico, propõe-se agora que o aparelho de identificação seja configurado de modo que a potência de estimativa de redução seja determinada dependendo da potência de estimativa e dependendo da potência de consumo controlável, em particular como foi descrito acima. Nesse caso, a potência de consumo controlável descreve como a potência pode ser consumida sob demanda no período de estimativa pelos consumidores controláveis presentes no parque eólico.

[0055] Um requisito individual da instalação de energia eólica, que é requerido, por exemplo, para ventoinhas ou aquecedores, ou ainda para iluminação, também pode ser considerado um consumidor controlável. Para uma instalação de energia eólica moderna, tal requisito individual pode ser, por exemplo, a 100 kW e ter uma disponibilidade de 100%.

[0056] Um requisito individual adicional de 100 kW pode ser assumido, dependendo do ponto de operação, o dito requisito individual sendo conectado como um consumidor, dependendo do ponto de operação da instalação de energia eólica. Isso também pode estar relacionado a ventoinhas, aquecedores ou gabinetes conversores como consumidores controláveis que estão em modo de espera: uma vez que os ditos consumidores estão acostumados a uma baixa proporção de acordo com sua finalidade real e não atuam arbitrariamente como consumidores para reduzir a potência fornecida ou que pode ser fornecida, uma redução da disponibilidade deve ser assumida, o que pode ainda ser de 98%.

[0057] Inversores ou conversores operando como aparelhos de fornecimento também podem ser considerados como consumidores adicionais. Se eles não forem totalmente utilizados, eles consomem menos do que no caso de utilização total. A dita diferença da utilização total também pode ser usada como consumo controlável. Para este efeito, o conversor ou os conversores de uma pluralidade de usinas de energia eólica podem ser operados, por exemplo, por provisão de potência reativa compensada mutuamente, mais precisamente em operação STATCOM. Como resultado, aproximadamente 100 kW com uma disponibilidade de 90% podem ser usados para cada instalação de energia eólica moderna. Neste caso, o conversor e/ou a linha usada, respectivamente, é então o consumidor controlável.

[0058] O sistema de aquecimento de pás de rotor, que também pode ser referido simplesmente como sistema de aquecimento de pás e que já foi descrito acima como exemplo, pode ser mencionado como um outro consumidor. Como resultado, em uma instalação de energia eólica moderna, aproximadamente 500 kW com uma disponibilidade de 98% podem ser usados para cada instalação de energia eólica moderna, dependendo do ponto de operação. O parque eólico é preferivelmente configurado para implementar um método de acordo com pelo menos uma modalidade descrita acima. O parque eólico tem preferencialmente uma unidade de controle do parque central, que contém o aparelho de fornecimento, o aparelho de identificação, o meio de determinação de estimativa e/ou o meio de suprimento ou que se comunica com a dita unidade de controle de parque central ou que está configurado para essa comunicação, em particular tem interfaces de comunicação apropriadas.

[0059] Uma unidade de controle de consumo central é preferencialmente provida para acionar ou coordenar a acionamento de um, vários ou todos os consumidores controláveis. A dita unidade de controle de consumo central está de preferência acoplada à unidade de controle de parque central e está preparada para receber um valor de ponto de regulação de consumo total da unidade de controle de parque central, o dito valor de ponto de regulação de consumo total indicando o valor pelo qual o consumo dos consumidores controlados deveria ser reduzido de modo geral. Em particular, a unidade de controle de consumo central também tem um meio de comunicação para se comunicar com a unidade de controle do parque central. Alternativamente, a unidade de controle de consumo central faz parte da unidade de controle do parque central.

[0060] De acordo com uma configuração, pelo menos um dos consumidores é configurado como um consumidor comutável externamente de modo a ser ligado por um dispositivo de controle no parque eólico para fins de consumo de potência. Tal consumidor pode ser referido em termos simplificados como um consumidor comutável. Além disso, ou como alternativa, pelo menos um dos consumidores é configurado como um consumidor cuja potência recebida pode ser controlada a partir do exterior para ser controlada pelo dispositivo de controle no parque eólico com o finalidade de consumo de potência com uma potência cujo nível pode ser ajustado. Tal consumidor pode ser referido em termos simplificados como consumidor com nível controlável. Isto deve ser entendido como significando que o consumidor pode ser comutado ou controlado a partir de fora para que o consumidor não seja apenas comutado ou acionado por si próprio ou pelo dispositivo no qual está instalado, mas sim que é basicamente controlado externamente por um dispositivo em o parque eólico e o controlador são comutados ou controlados a este respeito fora do campo real de aplicação.

[0061] O dispositivo de controle pode ser a unidade de controle do parque central ou a unidade de controle de consumo. À unidade de controle do parque central pode assim realizar também a dita comutação e/ou controle de tais consumidores, por exemplo.

[0062] Para definir com precisão uma redução de potência da potência fornecida pelo parque eólico, os consumidores comutáveis, os consumidores com nível controlável e as usinas de energia eólica podem ser acionadas de acordo com a potência gerada do mesmo.

[0063] Para citar um exemplo simples: se um parque eólico gera e fornece 100 kW de potência e depois tem que reduzir a potência fornecida em 200 kW, o parque eólico pode com este fim comutar um consumidor comutável com 150 kW e reduzir a potência gerada em 50 kW. A potência fornecida é então reduzida de +100 kW para - 100 kW, em que o parque eólico gera 50 kW e o consumidor comutável consome 150 kW.

[0064] O parque eólico, de preferência, tem pelo menos um armazenamento de energia de modo a prover, pelo menos temporariamente, potência adicional à energia eólica gerada pelas usinas de energia eólica do parque eólico para fornecer para a rede de suprimento elétrico. Um tal armazenamento de energia pode também estar presente em uma instalação de energia eólica ou tal armazenamento de energia pode ser provido em cada caso em várias ou em todas as usinas de energia eólica do parque eólico. Neste caso, propõe-se que o pelo menos um armazenamento de energia esteja preparado para reduzir a potência adicional sob demanda de um operador de rede. Além disso, o dito armazenamento de energia está preparado para prover uma informação sobre o estado de carga do mesmo e/ou uma previsão sobre a potência que pode ser reduzida no período de estimativa. Em particular, o dito armazenamento de energia está preparado para transmitir tal informação para a unidade de controle do parque central.

[0065] Pelo menos um armazenamento de energia pode, portanto, não apenas fornecer potência adicional, mas a potência também pode ser reduzida por demanda por um operador de rede, de modo que o armazenamento de energia possa assim prover uma potência de balanceamento negativo, em particular uma potência de balanceamento negativo de minutos. Para este fim, o dito armazenamento de energia pode, além disso, prover uma informação correspondente sobre o estado de carga da mesma e a capacidade de redução de potência da mesma. É, portanto, possível que o dito armazenamento de energia possa também ser usado concomitantemente para o cálculo da potência de estimativa de redução.

[0066] Para este fim, o armazenamento de energia tem, em particular, um aparelho de comunicação apropriado para se comunicar com os dispositivos ou meios relevantes no parque eólico. Em particular, propõe-se que tal comunicação ocorra com a unidade de controle do parque central, que pode transmitir e processar ainda mais informações relevantes. No caso de uma demanda de redução pelo operador de rede, isto pode ser transmitido, em particular, de uma estação de controle de rede para a unidade de controle do parque central, onde a unidade de controle do parque central pode transmitir um sinal de redução correspondente para o armazenamento de energia.

[0067] Os consumidores controláveis do parque eólico são, de um modo preferido, igualmente capazes de ser acionados centralmente, mais precisamente, através da unidade de controle do parque central e/ou através da unidade de controle de consumo central e/ou através de uma rede central de dados.

[0068] A invenção também propõe uma instalação de energia eólica de acordo com a reivindicação 17. A dita instalação de energia eólica opera substancialmente ou de forma análoga ao que foi descrito acima em relação a modalidades de um parque eólico.

[0069] A instalação de energia eólica é preferivelmente preparada para ser usada em um parque eólico descrito acima de acordo com pelo menos uma modalidade e/ou para executar um método descrito de acordo com pelo menos uma modalidade ou para participar do dito método. Tanto a utilização em um parque eólico como a utilização em um método descrito significam, em particular, que a instalação de energia eólica provê informações sobre a operação da mesma e sobre os consumidores da mesma e/ou que a dita instalação de energia eólica e/ou os consumidores controláveis da mesma podem ser acionados para definir uma potência a ser gerada ou uma potência a ser emitida ou que quaisquer consumidores comutáveis possam ser ligados e desligados, mais precisamente por uma unidade de controle externa que não faz parte da instalação de energia eólica ou do consumidor.

[0070] A invenção é agora descrita em mais detalhe abaixo a título de exemplo com base em modalidades com referência às Figuras anexas.

[0071] A Figura | mostra uma ilustração em perspectiva de uma instalação de energia eólica.

[0072] A Figura 2 mostra uma ilustração esquemática de um parque eólico de acordo com a invenção.

[0073] A Figura 3 mostra uma estrutura para determinar uma potência de estimativa de redução que pode ser suprida.

[0074] A Figura 4 mostra uma estrutura para controlar um parque eólico para prover potência de balanceamento negativo.

[0075] A Figura 5 mostra um gráfico de potência/tempo para explicar potências fornecidas, disponíveis ou supridas possíveis.

[0076] A Figura 6 mostra um gráfico de potência/tempo semelhante ao da Figura 5, mas com variação do mesmo.

[0077] A Figura 7 mostra um outro gráfico de potência/tempo com uma outra variação explicativa em relação às Figuras 5 e 6.

[0078] A Figura 1 mostra uma instalação de energia eólica 100 com uma torre 102 e uma nacela 104. Arranjado na nacela 104 está um rotor 106 com três pás de rotor 108 e um cone de hélice 110. Durante a operação, o rotor 106 é definido em rotação pelo vento e, assim, impulsiona um gerador na nacela 104.

[0079] A Figura 2 mostra um parque eólico 112 tendo, a título de exemplo, três usinas de energia eólica 100, que podem ser idênticas ou diferentes. As três usinas de energia eólica 100 representam assim basicamente qualquer número desejado de usinas de energia eólica de um parque eólico 112. As usinas de energia eólica 100 proveem a sua potência, mais precisamente, em particular, a corrente gerada, através de uma rede de parque elétrico 114. Neste caso, as correntes ou potências geradas respectivamente das usinas de energia eólica individuais 100 são adicionadas e um transformador 116 é normalmente provido, o que aumenta a tensão no parque a fim de fornecer a rede de suprimento 120 no ponto de fornecimento 118, que também é geralmente referido como PCC. A Figura 2 é apenas uma ilustração simplificada de um parque eólico 112, que apenas mostra, a título de exemplo, três usinas de energia eólica, embora mais de três usinas de energia eólica sejam providas frequentemente em um parque eólico. Por exemplo, a rede do parque 114 também pode ser projetada de outra maneira em virtude, por exemplo, de um transformador também estar presente na saída de cada instalação de energia eólica 100, para mencionar apenas uma outra modalidade exemplificativa.

[0080] O parque eólico 112 da Figura 2 fornece a rede de suprimento elétrico 120 por meio de uma pluralidade de aparelhos de fornecimento 230. Os aparelhos de fornecimento 230 são, neste caso, parte das usinas de energia eólica 100. Cada aparelho de fornecimento 230 pode ser, por exemplo um inversor de frequência, que gera uma corrente trifásica correspondente, que é então fornecida à rede de suprimento elétrico 120 através do transformador

116. Uma unidade de controle de parque central 232 é provida para o controle total do parque eólico 112. Além disso, um aparelho de identificação 234 é provido para identificar uma potência de estimativa, dito aparelho de identificação estando acoplado a um meio de determinação de estimativa 236. O meio de determinação de estimativa determina uma potência de estimativa de redução e isto pode ser suprido pelos meios de suprimento 238 como uma potência de balanceamento negativo. Os termos potência de estimativa de redução e potência de balanceamento negativo também podem ser usados como sinônimos. O aparelho de identificação 234, os meios de determinação de estimativa 236 e os meios de suprimento 238 também podem ser combinados para formar uma unidade, que é indicada na Figura 2.

[0081] As informações das usinas de energia eólica 100, que são transmitidas através da rede de dados 240, mais precisamente, em particular, para o aparelho de identificação 234 e através do mesmo para os meios de determinação de estimativa 236, servem de base para a identificação da potência de estimativa e para determinar a potência de estimativa de redução.

Os dados identificados ou determinados aqui podem ser transmitidos para a unidade de controle de parque central 232, por exemplo, a partir de meios de suprimento 238. O aparelho de identificação 234 e/ou o meio de determinação de estimativa 236 e/ou o meio de suprimento 238 também podem ser parte da unidade de controle de parque central 232.

[0082] Em particular, a potência de estimativa de redução determinada pode então ser suprida a uma estação de controle de rede 242 pela unidade de controle de parque central 232. A estação de controle de rede 242 pode então também demandar uma potência de balanceamento negativo no caso de casos quando o suporte de rede apropriada parece ser necessário. Isto pode também ocorrer por meio de comunicação com a unidade de controle de parque central 232. A unidade de controle de parque central 232 é provida neste caso, de modo que possa então acionar as usinas de energia eólica 100 em conformidade ou prescrever valores de referência apropriados. Para este fim, a dita unidade de controle de parque central pode também utilizar a rede de dados 240. Além disso, o fato de a potência de balanceamento negativo ser também resolvida pelo acionamento apropriado dos consumidores no parque eólico 112 também é considerado. Tais consumidores podem fazer parte de todas as usinas de energia eólica 100, tais como, por exemplo, ventoinhas na instalação de energia eólica 100, que são conhecidas como tal e não são, portanto, ilustradas especificamente na Figura

2. No entanto, consumidores externos também são considerados, por exemplo, neste caso um consumidor externo 244 é indicado. O acionamento e, em particular, também a coordenação dos consumidores para diminuição de potência e desse modo prover potência de balanceamento negativo é efetuada por uma unidade de controle de consumo central 246. A dita unidade de controle de consumo central 246 também pode ser acionada para este fim por meio da unidade de controle de parque central 232 e a unidade de controle de consumo central 246 pode acionar os consumidores, incluindo o consumidor externo 244, através da rede de dados 240.

[0083] A Figura 3 ilustra na estrutura mostrada, em particular, o meio de determinação de estimativa 236 da Figura 2, que é mostrado aqui como um bloco de determinação de estimativa 336. O bloco de determinação de estimativa 336 recebe como variáveis de entrada uma estimativa meteorológica, em particular, os valores de temperatura que são estimados ou o perfil de temperatura que é estimado, que é usado no bloco de determinação de estimativa 336 como Tw (t). A temperatura pode, por exemplo, influenciar a operação esperada da instalação de energia eólica. No caso mais desfavorável, uma temperatura muito baixa pode levar à paralisação da usina. Em outros casos, a usina é operada de maneira reduzida ou um sistema de aquecimento é operado.

[0084] Um valor adicional usado dependendo de uma previsão de vento, que pode fazer parte da previsão meteorológica, é uma energia eólica de estimativa ou de um perfil de energia eólica de estimativa, que é ilustrada aqui como Pw,p (t).

[0085] Além disso, uma incerteza de estimativa P, (t) é usada. A dita incerteza de estimativa depende, em particular, da qualidade e das condições de contorno de uma previsão meteorológica e pode ser especificada como uma distribuição de massa de probabilidade. Isso geralmente resulta em um valor de 3%. Isso significa que quando 3% da potência de estimativa é suprida a cada um quarto de hora como a potência de balanceamento negativo, isso pode ser alcançado com uma probabilidade de 99,98% dos valores do quarto de hora. O valor de 3% pode constituir um valor convencional atual, mas que pode ser aumentado, em particular, quando as capacidades de estimativa, particularmente do vento, são melhoradas, com o resultado de que uma incerteza de estimativa é provida aqui como uma variável de entrada. Além disso, para cada consumidor no parque eólico, é utilizada a potência de consumo Py , que o caracteriza. A potência de caracterização P; n pode ser, em particular, a potência nominal da mesma e/ou a potência máxima da mesma. O dito valor é uma variável de caracterização e, em princípio, é um valor fixo. A Figura 3 mostra para esta finalidade uma variável de entrada Pr n, mas que é apenas representativa da potência correspondente de cada consumidor. Isso é indicado pelo índice n. Assim, esse valor é usado para cada consumidor considerado.

[0086] Além disso, para cada consumidor, um valor de disponibilidade Vr,n« usado como um valor relativo, em particular como um valor percentual. Isso indica para cada consumidor se e em que nível está disponível. O valor pode variar de O a 100%, em que 0% indica que o consumidor não está disponível, enquanto 100% indica que o consumidor está disponível no nível total da potência de caracterização Pr ndo mesmo.

[0087] Uma potência regulável máxima pode então ser determinada no bloco de determinação de estimativa 336 a partir dos ditos valores, mais precisamente no sentido em que a dita potência regulável máxima pode ser provida com uma confiabilidade de 99,98%. Tal cálculo é feito em cada caso por um período ou um bloco de tempo de 4 horas. O resultado é então uma potência regulável máxima Pnegmin (0) que é dependente do tempo, que corresponde à potência de estimativa de redução ou é sinônimo da potência de estimativa de redução. A potência regulável máxima, neste caso, significa que é possível realizar a regulação até o dito valor. O operador de rede, que é suprido com a potência regulável máxima Pneg min (t), pode assim, nesse caso, regular ou solicitar a regulação até o dito valor. Devido a considerações de confiabilidade e, em particular, considerando as incertezas de estimativa, esta é, no entanto, a potência mínima que pode ser suprida. Por exemplo, com uma estimativa melhor ou quando uma confiabilidade menor é aceita, ainda mais potência de balanceamento pode ser suprida.

[0088] A dita potência regulável máxima Pneg.min (t) é então fornecida ao bloco de suprimento 338, que pode então suprir a dita potência de balanceamento ao operador de rede ou pode negociar a dita potência para suporte de rede. A este respeito, o bloco de suprimento 338, que também pode ser referido como bloco de negociação, se refere à negociação da potência de balanceamento negativo.

[0089] A Figura 4 explica como o enchimento de uma potência de balanceamento negativo demandada é coordenada quando essa potência de balanceamento negativo também é realmente demandada. O dito bloco de coordenação 450 é provido para esta finalidade. O dito bloco de coordenação contém, como variáveis de entrada, o valor de potência Pm, que indica o quanto de potência o parque eólico gera e fornece como um todo, e o valor Pa, que indica quanta potência o parque eólico pretende ser regulado, isto é, quanto menos de potência o parque eólico pretende fornecer. Ambos são valores que se relacionam em cada caso com o parque eólico como um todo.

[0090] O bloco de coordenação 450 calcula a partir do mesmo, para cada instalação de energia eólica, uma potência Pw,n para ser gerada e fornecida por meio dela e uma potência Pr n para ser consumida através do consumo na respectiva usina. Neste caso, o bloco de coordenação 450 irá preferivelmente considerar uma combinação ideal entre a potência gerada e a potência consumida. Estes resultados, isto é, a potência Pw, a ser gerada e fornecida por cada usina e a potência Pr n a ser consumida por cada instalação de energia eólica, são então transmitidas para as respectivas usinas de energia eólica 400 e apenas um bloco de instalação de energia eólica 400 é mostrado como representativo da mesma. De fato, no entanto, duas variáveis são introduzidas no bloco de coordenação 450 e o dito bloco de coordenação produz novamente 2 * n variáveis.

[0091] A Figura 5 mostra um gráfico de potência/tempo, em que a potência Pwp que pode ser gerada e fornecida pelo parque eólico é ilustrado como uma função do tempo. Nesse sentido o gráfico mostra a potência Pwr para todo o parque eólico considerado. Na ordenada, um potência de consumo disponível Py também é dada como um ramo negativo, mas que só se torna relevante no gráfico modificado das Figuras 6 e 7. O presente gráfico, o mesmo se aplica aos gráficos das Figuras 6 e 7, mostra um seção temporal ao longo de quatro horas e, portanto, ao longo de um período durante o qual uma potência de balanceamento negativo pode ser suprida em princípio. No entanto, por um período mais longo, por exemplo, de 24 horas, uma estimativa e também uma potência de estimativa e uma potência de estimativa de redução também podem ser especificadas em princípio. Neste caso, tal período de estimativa seria, no entanto, de preferência dividido em uma pluralidade de seções de 4 horas. No caso de 24 horas, essa faixa seria dividida em seis faixas para cada quatro horas.

[0092] O presente gráfico mostra por meio da curva pontilhada a possibilidade de uma potência de estimativa Pwr. A dita potência de estimativa Pwp depende de uma previsão meteorológica, em particular na previsão de vento. No tempo tl, a potência de estimativa Pwp assume um valor negativo, que é mostrado como Pw,.pmin. O cálculo de uma potência de balanceamento negativa negociável começa a partir do dito valor mínimo da potência de estimativa. Tal potência de balanceamento negativa negociável Prg é calculada, por exemplo, como 3% da potência de estimativa mínima Pw,.P.min. À potência de balanceamento negativo negociável, portanto, também corresponde à potência de estimativa de redução. Para ilustração, a Figura 5 mostra então a potência PM realmente disponível para fornecimento como uma linha sólida. A potência de balanceamento negativo negociável Png é ilustrada neste caso como um desvio, ou seja, uma diminuição, na potência disponível realmente Pu em relação à potência Pm, que é fornecida de uma maneira reduzida, ilustrada de uma maneira tracejada. Consequentemente, o espaçamento da de potência realmente disponível Pv com relação à potência Pwm, que é fornecida de uma maneira reduzida no caso de uma demanda de suporte de rede é a potência de balanceamento negativo negociável Prg. No exemplo mostrado, o dito espaçamento deve ter 3% da potência de estimativa mínima Pw.p,min € é ilustrado de maneira ampliada nesta e também na próxima ilustração puramente com a finalidade de melhor ilustrar.

[0093] Para ilustração, a Figura 5 mostra o caso especial de que a potência realmente disponível Pv no tempo t, caiu tanto que ainda tem apenas o valor da potência de balanceamento negativo negociável Prrg. Na verdade, a dita potência de balanceamento negativo Prg é selecionada como os 3% da potência de estimativa mínima Pwemin, a fim de excluir, com uma confiabilidade de 99,98%, que a potência realmente disponível Pm caia para um grau mais baixo em um intervalo de um quarto de hora. Normalmente, a potência realmente disponível Pu irá cair apenas em 0,02% dos intervalos de minutos considerados no ano e também a potência Pm, que pode ser fornecida de forma reduzida chegará perto da linha zero em apenas 0,02% dos quartos de hora.

[0094] Em qualquer caso, o espaçamento ou a diferença do dito valor mínimo da potência disponível Pm a partir da potência de estimativa mínima Pw,.P.min deve ser considerado como o erro de estimativa Fr. Como um grande erro de estimativa pode surgir, a potência de balanceamento negativo negociável Prg é calculada consequentemente de maneira conservadora. Para este fim, a Figura 5 pretende ilustrar que, apesar de uma queda severa não estimada, na potência realmente disponível Pwm, a potência Pm, reduzida ainda não se torna negativa. Esta é a razão pela qual o fator conservador já explicado de 3% é frequentemente selecionado.

[0095] Para ilustração, uma potência simulada Pur a ser fornecido é mostrada. A dita potência de fornecimento simulado Pu; é um desvio ou decréscimo da potência realmente disponível Pv pelo valor completo da potência de estimativa mínima Pw.pmin. Isso ilustra o caso quando, para a mesma situação da potência de balanceamento negativo negociável, a potência de estimativa mínima Pw min foi utilizada diretamente, ou seja, não

3% da mesma, mas 100%. A potência reduzida que poderia ser fornecida, então, para o caso em que uma grande potência de balanceamento fosse demandada, assumiria então este valor da potência de fornecimento simulado Pur. Pode-se ver facilmente que, neste caso, a potência a ser fornecida de maneira reduzida se tornaria negativa e, portanto, não seria realizada através da redução da potência de fornecimento, porque uma potência de fornecimento pode ser reduzida apenas ao valor de zero.

[0096] Consequentemente, a dita potência negativa ou a proporção negativa da potência não pode ser negociada e o referido valor é mostrado, para ilustração, em relação à potência de fornecimento simulado Pu, como um espaçamento do eixo geométrico zero no tempo t2. A potência de balanceamento negativo não negociável é mostrada como Prrn.-

[0097] Com relação à solução, a invenção agora reconheceu e propôs a consideração das potências de consumo dos consumidores no parque eólico. Tal potência de consumo Pis, que está disponível de forma confiável, é mostrada na Figura 6, que de outro modo corresponde à Figura 5. Dita potência de consumo disponível confiável Pis é mostrada aqui como uma linha horizontal para fins de simplicidade. De fato, no entanto, a potência de consumo confiável pode também flutuar, por razões que também já foram explicadas acima. No entanto, a flutuação na potência de consumo confiavelmente disponível Prs deve ser baixa em comparação com a potência de estimativa Pwp. Como alternativa, um valor constante também pode ser presumido para a potência de consumo disponível confiável Prs, ou seja, o menor valor em termos de magnitude para o período de tempo de 4 horas considerado, quando as flutuações são presumidas.

[0098] A Figura 7 explica agora como a dita potência de consumo disponível confiável pode melhorar a potência de balanceamento negativo negociável, mais precisamente aumentar a dita potência em termos de magnitude. Isto é ilustrado pelo fato de a potência instantânea reduzida Pwm.,

que pode ser desviada pelo dito valor de potência de consumo confiavelmente disponível Prs, mais precisamente, em última análise, para que a potência reduzida modificada Pur, que pode ser fornecida, afete a potência de consumo realmente disponível Pis. Isso resulta em uma potência de balanceamento negativo negociável significativamente aumentada Prg', que corresponde à potência de balanceamento negativo Pnegmin (t) do diagrama de blocos da Figura 3. Isso é indicado na Figura 7, mas sem a dependência de tempo. À dependência do tempo deve ser entendida como significando, em particular, que o dito valor pode aparecer de forma diferente para diferentes períodos de tempo de 4 horas. No entanto, a Figura 7 mostra apenas uma seção de 4 horas e, para isso, a dita potência de balanceamento negativo negociável Pnegmin é definida como um valor constante.

[0099] Como resultado, a potência de balanceamento negativo não negociável Prrw' é, portanto, também menor em termos de magnitude do que para o caso da Figura 5.

[00100] Reconheceu-se que o fornecimento real pode vir a ser inferior ao fornecimento de estimativa devido a erros de estimativa. O mesmo se aplica à potência de balanceamento negativo disponível, porque isso depende do fornecimento.

[00101] A solução proposta é particularmente importante para que tal parque eólico seja adequado para a provisão de potência de balanceamento.

[00102] Para uma pré-qualificação de instalações elétricas, incluindo parques eólicos, para a provisão de potência de balanceamento, a potência regulável espontaneamente e, portanto, disponível deve ser comprovada. Para este fim, uma confiabilidade de 99% ou mesmo 99,98% é frequentemente necessária. Portanto, deve ser comprovado regularmente com uma confiabilidade de 99% ou 99,98% que a potência de balanceamento suprida também pode ser dispensada. Tal potência de balanceamento pode ser suprida e compensada, em que a compensação é determinada por meio da potência de balanceamento suprida. Portanto, não depende da potência solicitada, mas da potência suprida.

[00103] Com a presente qualidade de estimativa, somente aproximadamente 3% da potência de fornecimento de estimativa e da potência de balanceamento podem ser supridos, o que resulta da consideração da probabilidade de erros de estimativa.

[00104] Reconheceu-se que a quantidade de potência de balanceamento a ser suprida pode ser significativamente aumentada devido à operação dos consumidores internos de uma instalação de energia eólica ou do parque eólico.

[00105] Em um exemplo, em vez de -126 kW, que é calculado como 3% de uma potência nominal, (-4.200 kW * 0,03) -892kW podem ser supridos e, portanto, também negociados, quando 766 kW através de consumidores controláveis também podem ser considerados (-4.200 kW * 0,03-766 kW).

[00106] Para este fim, propõe-se que um primeiro dispositivo técnico determine a potência de balanceamento mínima garantida nas partições de tempo correspondentes, tendo em conta a meteorologia, a estimativa de vento € as Cargas.

[00107] Um outro dispositivo técnico controla as usinas individuais e os consumidores no parque eólico para implementar a demanda de potência de balanceamento. Devido a um método para combinar consumidores discretos e fornecimento controlável, é possível rastrear o perfil de carga necessário, isto é, realizar o mesmo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para operar um parque eólico (112) tendo uma pluralidade de usinas de energia eólica (100) ou uma instalação de energia eólica (100) para fornecer energia elétrica para uma rede de suprimento elétrico (120), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - fornecer energia elétrica para a rede de suprimento elétrico (120), - identificar uma potência de estimativa (Pw.), que descreve uma potência que pode ser fornecida em um período de estimativa futuro predeterminado pelo parque eólico (112) ou pela instalação de energia eólica (100), - determinar uma potência de estimativa de redução (Pr), que denota, para o período de estimativa, uma potência pela qual a potência (Pu) fornecida no período de estimativa pode ser reduzida, e - suprir a potência de estimativa de redução (PR) coma potência de balanceamento negativo, - a potência de estimativa de redução (Png) é determinada - dependendo da potência de estimativa (Pmv) e - dependendo de uma potência de consumo controlável, em que a potência de consumo controlável descreve uma potência que pode ser consumida sob demanda no período de estimativa por consumidores controláveis (244) presentes no parque eólico (112) ou na instalação de energia eólica.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a potência fornecida (Pm) é reduzida por um valor até o nível da potência de estimativa de redução (Prrg) em resposta a uma demanda por suporte de rede no período de estimativa.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2,

caracterizado pelo fato de que um ou mais dos consumidores controláveis (244) são ligados e/ou o consumo de potência dos mesmos é controlado de modo que a potência fornecida (Pm) seja reduzida como um resultado, em que a potência é extraída adicionalmente da rede de suprimento elétrico (120 ) e é consumida quando a potência fornecida (Pu) que ainda não foi reduzida é menor do que a potência de estimativa de redução (Prng) e é menor do que a potência de redução exigida.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a potência de estimativa de redução (Prnrg) é determinada de modo que seja adicionalmente formado pelo menos pela - potência de produção (Pwrp) ou um valor da mesma, em particular um valor mínimo da mesma, multiplicado por um valor de qualidade prescrito e - potência de consumo controlável, em que, em cada caso, uma disponibilidade estimada do respectivo consumidor controlável (244) é de preferência considerada para determinar a potência de consumo controlável.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a potência de consumo controlável - é formada por uma pluralidade de proporções de potência, em que - cada proporção de potência está associada a um consumidor controlável (244) e - uma, várias ou todas as proporções de potência é/são calculadas em cada caso

- a partir de uma potência máxima do consumidor controlável (244) da mesma - multiplicada por uma estimativa da disponibilidade do consumidor controlável (244) da mesma.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os consumidores controláveis (244) são acionados por uma unidade de controle do parque central (232) do parque eólico (112) e/ou a unidade de controle do parque central (232) recebe um sinal de demanda como uma ou a demanda por suporte de rede de uma estação de controle de rede (242) provida para controlar a rede de suprimento elétrico (120) e, dependendo da dita demanda, reduz a potência fornecida (Pv) e, quando necessário, aciona os consumidores controláveis (244) por conseguinte.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - pelo menos um armazenamento de energia está presente no parque eólico (112) ou na instalação de energia eólica (100) de modo a prover, pelo menos temporariamente, a potência adicional à energia eólica gerada pelas usinas de energia eólica (100) do parque eólico (112) ou da instalação de energia eólica (100) para fornecer para a rede de suprimento elétrico (120), em que - a potência de estimativa de redução (Png) é adicionalmente determinada dependendo da potência disponível de pelo menos um armazenamento de energia.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a potência de estimativa de redução (Prg) é usada coma potência de balanceamento de minutos negativa.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma unidade de controle de consumo central (246) é provida para acionar ou coordenar o acionamento de um, vários ou todos os consumidores controláveis (244), em que a unidade de controle de consumo central (246) é preferencialmente acoplada a um ou à unidade de controle do parque central (232) e recebe um valor de ponto de regulação de consumo total da unidade de controle do parque central (232), o dito valor de ponto de regulação de consumo total indicando o valor pelo qual o consumo dos consumidores controláveis (244) deve ser reduzido de modo geral.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a potência de estimativa (Pw,p) e/ou a potência de estimativa de redução (Png) são dadas como um perfil de tempo durante o período de estimativa.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que - o período de estimativa é de 12 a 48 horas, de preferência de 18 a 36 horas, em particular, aproximadamente cerca de 24 horas e/ou - o período de estimativa é dividido em períodos de 4 horas e/ou - o período de estimativa é dividido em intervalos de 15 minutos.

12. Parque eólico (112) tendo uma pluralidade de usinas de energia eólica (100) para fornecer energia elétrica para uma rede de suprimento elétrico (120), caracterizado pelo fato de que compreende: - um aparelho de fornecimento (230) para fornecer energia elétrica na rede de suprimento elétrico (120), - um aparelho de identificação (234) para identificar uma potência de estimativa (Pwrp), que descreve uma potência que pode ser fornecida em um período de estimativa futuro predeterminado pelo parque eólico (112), - um meio de determinação de estimativa (236) para determinar uma potência de estimativa de redução (Pnrg), que denota, para o período de estimativa, uma potência pela qual a potência fornecida no período de estimativa pode ser reduzida, e - um meio de suprimento (238) para suprir a potência de estimativa de redução (Png) coma potência de balanceamento negativo, - pelo menos um consumidor controlável (244), que pode consumir potência sob demanda, em que - o aparelho de identificação (234) está configurado - tal que a potência de estimativa de redução (Prg) seja determinada dependendo da potência de estimativa (Pw.p) e - dependendo de uma potência de consumo controlável, em que a potência de consumo controlável descreve uma potência que pode ser consumida sob demanda no período de estimativa por, pelo menos um, consumidor controlável (244) presente no parque eólico (112).

13. Parque eólico (112) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dito parque eólico está preparado para executar um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em particular por ter uma unidade de controle do parque central (232) e a unidade de controle do parque central (232) executar o método total ou parcialmente.

14. Parque eólico de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que uma unidade de controle de consumo central (246) é provida para acionar ou coordenar o acionamento de um, vários ou todos os consumidores controláveis (244), em que a unidade de controle de consumo central (246) é preferencialmente acoplada a uma ou à unidade de controle do parque central (232) e está preparada para receber um valor de ponto de regulação de consumo total a partir da unidade de controle do parque central (232), o dito valor de ponto de regulação de consumo total indicando o valor pelo qual o consumo dos consumidores controláveis deve ser reduzido de modo geral.

15. Parque eólico de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que - pelo menos um dos consumidores está configurado como um consumidor comutável externamente de modo a ser ligado por um dispositivo de controle no parque eólico para fins de consumo de potência, e/ou - pelo menos um dos consumidores está configurado como um consumidor cuja tomada de potência pode ser controlada externamente para ser controlada pelo dispositivo de controle no parque eólico para fins de consumo de potência com uma potência cujo nível pode ser ajustado, e em que o dispositivo de controle é configurado, de preferência, como uma unidade de controle do parque central e/ou como unidade de controle de consumo.

16. Parque eólico (112) de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo fato de que - pelo menos um armazenamento de energia está presente no parque eólico (112) a fim de prover pelo menos temporariamente potência adicional à energia eólica gerada pelas usinas de energia eólica (100) do parque eólico (112) para fornecer para a rede de suprimento elétrico (120), em que pelo menos um armazenamento de energia está preparado - para reduzir a potência adicional sob demanda de um operador de rede e - para prover uma informação acerca do estado de carga da mesma e/ou uma estimativa acerca da potência que pode ser reduzida no período de estimativa, em particular para transmitir a mesma para a unidade de controle do parque central (232).

17. Instalação de energia eólica (100) para fornecer energia elétrica para uma rede de suprimento elétrico (120), caracterizada pelo fato de que compreende: - um aparelho de fornecimento (230) para fornecer energia elétrica para a rede de suprimento elétrico (120), - um aparelho de identificação (234) para identificar uma potência de estimativa (Pwp), que descreve uma potência que pode ser fornecida em um período de estimativa futuro predeterminado pela instalação de energia eólica (112), - um meio de determinação de estimativa (236) para determinar uma potência de estimativa de redução (Pnr), que denota, para o período de estimativa, uma potência pela qual a potência fornecida no período de estimativa pode ser reduzida, e - um meio de suprimento (238) para suprir a potência de estimativa de redução (Png) com a potência de balanceamento negativo, - pelo menos um consumidor controlável (244), que pode consumir potência sob demanda, em que - o aparelho de identificação (234) está configurado - tal que a potência de estimativa de redução (Prrg) seja determinada dependendo da potência de estimativa (Pw.) e - dependendo de uma potência de consumo controlável, em que a potência de consumo controlável descreve uma potência que pode ser consumida sob demanda no período de estimativa por, pelo menos um, consumidor controlável (244) presente na instalação de energia eólica (100).

18. Instalação de energia eólica (100) de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que é preparada para ser utilizada em um parque eólico (112) como definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 16 e/ou para executar um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11 ou fazer parte da mesma.