DE102005052011A1 - Wind energy plant operating method, involves dynamically changing electrical active power during exceeding main frequency threshold value by specific hertz depending on current main frequency in accordance with specific relationship - Google Patents
Wind energy plant operating method, involves dynamically changing electrical active power during exceeding main frequency threshold value by specific hertz depending on current main frequency in accordance with specific relationship Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner eine Windenergieanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The The invention relates to a method for operating a wind energy plant According to the preamble of claim 1. It further relates to a wind turbine according to the preamble of claim 6.
Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Erzeugung und des Transports von elektrischem Strom. Zur Erzeugung elektrischen Stroms können mehrere Windenergieanlagen zu einem so genannten "Windpark" zusammengefasst und an einem gemeinsamen Netzanschlusspunkt mit einem Netz verbunden sein. Das Netz wird auf einer vorgegebenen Spannungsebene, z. B. 110 kV, 220 kV oder 380 kV, betrieben. Es kann über Transformatoren mit weiteren Netzen verbunden sein, welche auf einer anderen Spannungsebene betrieben werden. Ein solches Verbundnetz wird auf einer Netzfrequenz von beispielsweise 50 Hz gehalten.The This invention relates generally to the field of production and transportation of electricity. For generating electric power can several Wind turbines combined into a so-called "wind farm" and at a common Network connection point to be connected to a network. The net is going on a given voltage level, z. B. 110 kV, 220 kV or 380 kV, operated. It can over Transformers be connected to other networks, which on one be operated at different voltage level. Such a network is kept at a mains frequency of, for example, 50 Hz.
Infolge von Störungen, beispielsweise Leitungsabschaltungen oder Teilnetzabtrennungen, kann es einer unerwünschten Änderung der Netzfrequenz kommen. Um dem entgegenzuwirken ist in den konventionellen Kraftwerken eine so genannte Primärregelreserve vorgesehen, mit der eine Frequenzabweichung von maximal 200 mHz mit einer Unempfindlichkeit von ≥ 10 mHz ausgeregelt werden kann. Die Primärregelreserve hat aber einen Nachteil, dass die Reaktionszeit der Regelung im Bereich von mehreren Sekunden liegt.As a result of disturbances, For example, line shutdowns or Teilnetzabtrennungen can it an unwanted change the mains frequency come. To counteract this is in the conventional Power plants provided a so-called primary control reserve, with which has a frequency deviation of max. 200 mHz with insensitivity of ≥ 10 mHz can be adjusted. But the primary control reserve has one Disadvantage that the reaction time of the control in the range of several Seconds.
Zur
Stabilisierung des Netzbetriebs bei unerwünschten Frequenzschwankungen
ist es aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein Verfahren angegeben werden, mit dem eine verbesserte Stabilität eines Netzes bei einem unzulässigen Frequenzanstieg gewährleistet werden kann. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Windenergieanlage bereitgestellt werden.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. In particular, a method is to be specified, with the improved stability of a network at an impermissible frequency increase be guaranteed can. Furthermore, a suitable for carrying out the method Wind turbine to be provided.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6 und 8 bis 12.These The object is solved by the features of claims 1 and 7. Advantageous embodiments The invention will become apparent from the features of claims 2 to 6 and 8 to 12.
Nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist vorgesehen, dass die ans Netz abgegebene Wirkleistung P bei
einer Überschreitung
eines Netzfrequenzgrenzwerts von 50,2 Hz in Abhängigkeit einer momentanen Netzfrequenz
fNetz gemäß der folgenden Beziehung dynamisch
geändert
wird:
- ΔP
- die Verringerung der Wirkleistung P in %,
- PM
- die momentan ans Netz abgegebene Wirkleistung P und
- fNetz
- die momentane Netzfrequenz ist.
- .DELTA.P
- the reduction of the active power P in%,
- P M
- the active power P and currently delivered to the network
- f network
- the current network frequency is.
Nach der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Beziehung wird eine momentan verfügbare Wirkleistung P ab einer Netzfrequenz von 50,2 Hz mit einem Gradienten von 40 % der momentan verfügbaren Wirkleistung P des Generators je Hz der Netzfrequenz abgesenkt. Unterschreitet die Netzfrequenz einen Wert von 50,2 Hz, so kann die Windenergieanlage uneingeschränkt Wirkleistung P an das Netz abgegeben. Damit wird einer Destabilisierung des Netzes infolge gefährlichen Frequenzanstieges über 200 mHz effektiv entgegengewirkt.To the invention proposed Relationship becomes a currently available active power P from one Mains frequency of 50.2 Hz with a gradient of 40% of the momentary available Active power P of the generator per Hz of the mains frequency lowered. If the mains frequency falls below a value of 50.2 Hz, then the wind turbine unrestricted active power P to the grid issued. This will result in destabilization of the network dangerous Frequency increase over 200 mHz effectively counteracted.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Wirkleistung P lediglich im Bereich von 50,2 Hz ≤ fNetz ≤ 51,5 Hz geändert bzw. geregelt. Außerhalb dieses Bereichs findet keine Regelung statt.According to an advantageous embodiment of the invention, the active power P is changed or regulated only in the range of 50.2 Hz ≤ f network ≤ 51.5 Hz. Outside this range, no regulation takes place.
Vorteilhafterweise wird bei einer Unterschreitung der unteren und/oder einer Überschreitung der oberen Netzfrequenz der Generator automatisch vom Netz getrennt. Unter dem Begriff "Trennen" wird dabei eine physikalische Trennung verstanden. Damit kann es nicht dazu kommen, dass ein Generator physikalisch mit dem Netz verbunden ist, wenn die Netzfrequenz sich auf Werte ändert, welche außerhalb des Frequenzbands sich befinden. Es kann besonders wirkungsvoll einer Destabilisierung des Netzes bei unerwünschten Frequenzschwankungen entgegengewirkt werden.advantageously, is when the lower and / or an exceedance is exceeded the upper mains frequency the generator automatically disconnected from the mains. The term "separating" is a understood physical separation. This can not happen that a generator is physically connected to the network when the grid frequency changes to values, which outside of the frequency band are located. It can be particularly effective a destabilization of the network in case of unwanted frequency fluctuations be counteracted.
Im Falle einer Netzfrequenz von 50 Hz kann die untere Netzfrequenz zweckmäßigerweise 47,5 Hz und die obere Netzfrequenz 51,5 Hz betragen. Die obere Netzfrequenz bildet vorteilhafterweise gleichzeitig die obere Grenze des Bereichs, in dem eine Regelung der Wirkleistung P vorgesehen ist. Dagegen ist in einem weiteren Bereich zwischen der unteren Netzfrequenz, hier 47,5 Hz, und der unteren Grenze des Bereichs, nämlich 50,2 Hz, die Abgabe der vollen Wirkleistung P möglich. Die vorgeschlagenen Grenzwerte ermöglichen einen besonders stabilen Netzbetrieb.In the case of a mains frequency of 50 Hz, the lower mains frequency may suitably 47.5 Hz and the upper mains frequency 51.5 Hz. The upper network frequency advantageously forms simultaneously the upper limit of the range in which a regulation of the active power P is provided. In contrast, in a wider range between the lower mains frequency, here 47.5 Hz, and the lower limit of the range, namely 50.2 Hz, the delivery of the full active power P is possible. The proposed limits allow a particularly stable network operation.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Änderung der Wirkleistung P durch eine Änderung des Anstellwinkels von Rotorblättern des Rotors zum Wind bewirkt wird. Zur Änderung der Wirkleistung P gemäß dem erfindungsgemäß vorgegebenen Gradienten kann auf eine herkömmliche Pitchregelung der Rotorblätter zurückgegriffen werden. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren lässt sich in der Praxis ohne großen Aufwand umsetzen.To A further embodiment of the invention provides that the change the active power P by a change the angle of attack of rotor blades of the rotor is effected to the wind. To change the active power P according to the invention predetermined Gradient can be on a conventional Pitch control of the rotor blades resorted become. The inventively proposed Procedure leaves in practice without much effort implement.
Mit Windenergieanlagen ist es im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken möglich, mit einer kurzen Reaktionszeit auf einen unerwünschten Anstieg der Netzfrequenz zu reagieren. Dabei kann die Wirkleistung P innerhalb einer Reaktionszeit von weniger als 1 Sekunde geändert werden. Bei einem Frequenzanstieg über den Wert von 50,2 Hz wird im Netz bedingt durch die kurze Reaktionszeit der Windenergieanlagen zuerst die Wirkleistung P der Windenergieanlagen abgesenkt. Anschließend wird die Netzfrequenz dynamisch durch die Primärregelreserve der konventionellen Kraftwerke geregelt.With Wind turbines are in contrast to conventional power plants possible, with a short reaction time to an unwanted increase in line frequency to react. In this case, the active power P within a reaction time changed by less than 1 second become. At a frequency increase above the value of 50.2 Hz is in the network due to the short reaction time of the wind turbines First, the active power P of the wind turbines lowered. Subsequently, will the grid frequency dynamically through the primary control reserve of the conventional Power plants regulated.
Nach
weiterer Maßgabe
der Erfindung ist bei einer Windenergieanlage, insbesondere zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
vorgesehen, dass mit der Einrichtung zur Regelung die Wirkleistung
P bei einer Überschreitung
eines Netzfrequenzgrenzwerts von 50,2 Hz gemäß der folgenden Beziehung dynamisch änderbar
ist:
- ΔP
- die Verringerung der Wirkleistung P in %,
- PM
- die momentan ans Netz abgegebene Wirkleistung P und
- fNetz
- die momentane Netzfrequenz ist.
- .DELTA.P
- the reduction of the active power P in%,
- P M
- the active power P and currently delivered to the network
- f network
- the current network frequency is.
Wegen der weiteren erfindungsgemäß vorgeschlagenen Regelungs- und/oder Trennungsparameter wird auf die vorgenannten Ausführungen verwiesen. Die dort beschriebenen Merkmale sind sinngemäß auch auf die Einrichtung zur Regelung bei der vorgeschlagenen Windenergieanlage anwendbar.Because of the further proposed according to the invention Regulatory and / or Separation parameter is based on the aforementioned embodiments directed. The features described there are also mutatis mutandis the device for regulation in the proposed wind turbine applicable.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of Invention explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Jede
der Windenergieanlagen W1, W2 weist einen Rotor
Der
Generator ist über
einen zweiten Leistungsschalter
Die Erhöhung der Wirkleistung P der Windenergieanlagen W1, W2 erfolgt wiederum durch eine Änderung des Anstellwinkels der Rotorblätter mit der bei Windenergieanlagen W1, W2 vorgesehenen Pitchregelung.The increase the active power P of the wind turbines W1, W2 takes place again by a change the angle of attack of the rotor blades with the pitch control provided for wind turbines W1, W2.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann einfach realisiert werden, indem die bei konventionellen Windenergieanlagen W1, W2 vorgesehene Pitchregelung mittels einer Frequenzmesseinrichtung gemäß der vorgeschlagenen Beziehung geregelt wird. Damit kann auf einfache und kostengünstige Weise schnell und effek tiv gefährlichen Frequenzanstiegen im Netz N entgegengewirkt werden. Die Netzstabilität kann damit erhöht werden.The inventive method Can be easily realized by the conventional wind turbines W1, W2 provided pitch control by means of a frequency measuring device according to the proposed Relationship is regulated. This can quickly and easily in a cost-effective manner and effectively dangerous Frequency increases in the network N are counteracted. The network stability can with it elevated become.
- 11
- erster Leistungsschalterfirst breakers
- 22
- NetzanschlusstransformatorPower supply transformer
- 33
- Rotorrotor
- 44
- zweiter Leistungsschaltersecond breakers
- 55
- Transformatortransformer
- 66
- dritter Leistungsschalterthird breakers
- KK
- Kraftwerkpower plant
- NN
- Netznetwork
- NPNP
- NetzanschlusspunktGrid connection point
- W1, W2W1, W2
- WindenergieanlageWind turbine
- WPWP
- Windparkwind farm
Claims (12)
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DE102005052011A DE102005052011A1 (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | Wind energy plant operating method, involves dynamically changing electrical active power during exceeding main frequency threshold value by specific hertz depending on current main frequency in accordance with specific relationship |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102005052011A1 true DE102005052011A1 (en) | 2007-05-03 |
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ID=37912790
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8131 | Rejection |