CN105143665B - 一种风力发电场和一种用于控制风力发电场的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风力发电场，其具有中央风力发电场控制单元(200)、多个风能设备(100)和用于耦联中央风力发电场控制单元(200)与多个风能设备(100)的数据总线(210、220)。风能设备(100)中的每个具有控制单元(120)，所述控制单元构造用于，当在中央风力发电场控制单元(200)中发生故障和/或在数据总线(210、220)上发生故障时，不依赖中央风力发电场控制单元(200)来控制风能设备(100)的运行。控制单元(120)构造用于将各个风能设备(100)依次断开。

Description

一种风力发电场和一种用于控制风力发电场的方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电场和一种用于控制风力发电场的方法。
背景技术
风力发电场由多个风能设备组成，所述风能设备能够通过中央控制单元(FCU，Farm Control Unit，发电场控制单元)被控制。
在作为优先权的德国专利申请中，德国专利和商标局检索下列文献：DE 10 2009042 368 A1；GB 2 475 609 A；US 6，853，292 B1和US 2007/0124025 A1。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有多个风能设备和中央控制单元的风力发电场，所述风力发电场能够改进地响应于风力发电场内部的故障。
所述目的通过根据本发明的风力发电场和通过根据本发明所述的方法得以实现。
因此，提供一种风力发电场，所述风力发电厂具有中央风力发电场控制单元、多个风能设备和用于耦联中央风力发电场控制单元与多个风能设备的数据总线。风能设备中的每个具有控制单元，所述控制单元构造用于，当在中央风力发电场控制单元中发生故障和/或在数据总线上发生故障时，不依赖中央风力发电场控制单元来控制风能设备的运行。所述控制单元构造用于将各个风能设备依次断开。
根据本发明的一个方面，所述控制单元构造用于，当在数据总线上或者在中央风力发电场控制器中发生故障时，在发生故障后，在对于风能设备预先确定的时间之后，断开相应的风能设备。
本发明涉及一种用于控制风力发电场的方法，所述风力发电场具有中央风力发电场控制单元、多个风能设备和用于耦联中央风力发电场控制单元与多个风能设备的数据总线。当在中央风力发电场控制单元中发生故障和/或在数据总线上发生故障时，借助风能设备的控制单元，不依赖中央风力发电场控制单元来控制风能设备的运行。借助控制单元依次断开各个风能设备。
本发明涉及一种具有多个风能设备和中央风力发电场控制器的风力发电场。中央风力发电场控制器通过数据总线与各个风能设备连接并且能够控制各个风能设备或者影响风能设备的控制。如果在中央风力发电场控制单元中发生故障和/或如果在数据总线上发生故障，那么风能设备中的每个改变成默认运行模式，在所述默认运行模式中存储用于关断风能设备的程序。根据本发明，在风力发电场内部的故障的情况下，各个风能设备不是全部同时地关断。相反，发生串联地关断或者断开风能设备。因此，在邻近的风能设备的断开之间出现确定的时间间隔。这是有利的，因为如此一个风能设备能够在另一个风能设备之后被断开并且不是整个风力发电场立刻与能量供应网分离。
如果在中央风力发电场控制器中和/或在总数据线上出现故障，那么风能设备分别转换为默认运行模式。默认运行模式的逻辑能够存储于风能设备的每个中。在默认运行模式中，可选地没有进行风能设备的主动控制以便产生电功率。相反，根据本发明，在风力发电场中发生串联地断开风能设备。
本发明的其他构型是从属权利要求的主题。
附图说明
在下面参考附图详细描述优点和实施例。
图1示出根据本发明所述的风能设备的示意图，和
图2示出根据第一实施例所述的风力发电场的示意性框图。
具体实施方式
图1示出根据本发明所述的风能设备的示意图。风能设备100具有塔102和吊舱104。在吊舱104上设置具有三个转子叶片108的转子106和整流罩110。在运行期间，转子106通过风处于旋转运动，并且因此在吊舱104中具有发电机。转子叶片108的节距能够在各个转子叶片108的转子叶片根部上通过变桨电机被改变。
此外风能设备能够具有用于控制风能设备的运行的控制单元120。在正常运行模式中，借助控制单元120，与存在的风相关地控制风能设备以便产生电功率。随着变高的风速，风能设备的转子106的转速也增大，进而通过发电机产生的电功率也增大。从达到额定速度时起并且在风速增大的情况下，调整转子叶片108的节距或者迎角，因此风能设备100不将多于额定功率的功率输出至电源网络上。
图2示出根据第一实施例所述的风力发电场的示意图。风力发电场具有中央风力发电场控制单元(FCU，Farm Control Unit，发电场控制单元)200以及多个风能设备100。中央风力发电场控制单元200能够与监控和数据采集系统300连接，以便交换数据。中央风力发电场控制单元200通过数据总线210、220与风能设备100连接。风能设备100或者各自与电源网络400连接，或者通过中央馈电点(pcc，Point of common coupling，公共耦联点)与电源网络400连接并且有效功率P和/或无功功率Q相应地馈入至电源网络400中。
中央风力发电场控制单元200接收在电网电压、电网频率和/或其他的网络参数以及必要时电源网络400的其他的参数方面的数据并且相应地控制风能设备100。
假如在中央风力发电场控制单元200中发生故障和/或在数据总线210、220上发生故障，那么风能设备100构造用于退出正常运行模式并且转变为默认运行模式或者故障运行模式。在默认运行模式或者故障运行模式中，风能设备100的控制能够例如设置在风能设备的控制单元120中。当在中央风力发电场控制单元200中和/或在数据总线210、220上发生故障时，在风力发电场中必须关掉或者断开所有风能设备100。但是，根据第一实施例，这种断开不应当同时地进行，而是时间错开地进行，因此，整个风力发电场没有立刻从电网断开，这可能导致电网电压的和电网频率的波动。
在默认运行模式或者故障运行模式中，风能设备从电网断开(为此，转子叶片能够被调整成，使得转子被制动并且最后停止)并且可选地能够不进行风能设备的主动控制(根据正常运行模式)。用于默认运行模式的参数描述如下时间，风能设备100中的每个何时能被断开。在此，在风力发电场中的风能设备100中的每个具有编号。例如，风能设备的编号能够与滞后时间相乘，以便确定相应的断开时间点。如果滞后时间例如为30秒，那么我们在30秒之后断开第一风能设备，第二风能设备在60秒之后被断开等。因此，能够实现风能设备的串联断开，使得整个风力发电场不被立刻断开，而是各个风能设备被依次断开。
如果在中央风力发电场控制单元200中检测到故障或者内部的故障，那么相应的信号能够通过数据总线110、120被传输至各个风能设备100。一旦风能设备100接收相应的信号，风能设备的控制单元120就激活默认运行模式或者故障运行模式。设置这种默认运行模式或者预设运行模式，因此在故障情况下，风能设备能够被安全地关断并且停止。在这种默认运行模式中，风能设备100被控制单元120控制。因此中央风力发电场控制单元不再对各个风能设备100的控制具有任何影响。
风能设备100能够检测在数据总线210、220上的故障，然后风能设备100的控制单元120激活默认运行模式并且风能设备不依赖中央风力发电场控制单元200被断开或者被关断。
从在中央风力发电场控制单元200中检测到故障和/或在数据总线210、220上检测到故障时起，计数器能够可选地在风能设备100的每个中开始运行。在配设给每个风能设备的断开时间期满之后，风能设备100的每个通过控制单元120被断开或者被关断。

Claims (3)

1.一种风力发电场，具有：
中央风力发电场控制单元(200)，
多个风能设备(100)，
其中所述中央风力发电场控制单元(200)通过数据总线(210、220)与多个风能设备(100)耦联，
其中风能设备(100)中的每个具有控制单元(120)，所述控制单元构造用于，当在中央风力发电场控制单元(200)中发生故障和/或在数据总线(210、220)上发生故障时，在故障运行模式中不依赖中央风力发电场控制单元(200)来控制风能设备(100)的运行，
其中当在中央风力发电场控制单元(200)中发生故障和/或在数据总线(210、220)上发生故障时，所述控制单元(120)在故障运行模式中构造用于将多个风能设备(100)的各个风能设备(100)依次断开。
2.根据权利要求1所述的风力发电场，其中
所述控制单元(120)构造用于，在发生故障后，在对于所述风能设备(100)中的每个预先确定的时间之后，断开相应的风能设备(100)。
3.一种用于控制风力发电场的方法，所述风力发电场具有中央风力发电场控制单元(200)和多个风能设备(100)，其中所述中央风力发电场控制单元(200)通过数据总线(210、220)与多个风能设备(100)耦联，所述方法具有如下步骤：
-当在中央风力发电场控制单元(200)中发生故障和/或在数据总线(210、220)上发生故障时，在故障运行模式中不依赖中央风力发电场控制单元(200)来控制风能设备，以及
-当在中央风力发电场控制单元(200)发生故障和/或在数据总线(210、220)上发生故障时，通过控制单元(120)依次断开各个风能设备(100)。
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