DE102010000837A1

DE102010000837A1 - Method for reducing the complexity of wind turbines in the wind farm network and arrangement of a wind farm

Info

Publication number: DE102010000837A1
Application number: DE102010000837A
Authority: DE
Inventors: Frank 25920 Richert
Original assignee: Skywind 24782 GmbH; SKYWIND GmbH
Current assignee: Skywind 24782 GmbH; SKYWIND GmbH
Priority date: 2010-01-12
Filing date: 2010-01-12
Publication date: 2011-07-14
Also published as: WO2011085962A2; WO2011085962A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Anordnung eines Windparks zum Anschließen an ein Leistungsversorgungsnetz, wobei der Windpark eine Mehrzahl von Windenergieanlagen (WA1 bis WA3, WB1 bis WB3) aufweist, die in zumindest zwei Gruppen (A, B) aufgeteilt sind und wobei jede Windenergieanlage einen Generator (GA1 bis GA3, GB1 bis GB3) aufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte des Verbindens jeder Windenergieanlage mit einer gemeinsamen Sammelschiene (10), des Verbindens der Sammelschiene mit einer gemeinsamen Umrichtereinheit (20) und Einspeisen der von den Windenergieanlagen bereitgestellten Leistung in das Leistungsversorgungsnetz, und des Steuerns des Betriebs der Generatoren der Windenergieeinrichtungen bezüglich der Betriebsgrößen des Windparks, sowie der gemeinsamen Umrichtereinheit bezüglich der Betriebsgrößen des Windparks und bezüglich der Betriebsgrößen des Leistungsversorgungsnetzes. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Anordnung eines Windparks mit der Mehrzahl von Windenergieanlagen.The present invention relates to a method for controlling the arrangement of a wind farm for connection to a power supply network, the wind farm having a plurality of wind energy plants (WA1 to WA3, WB1 to WB3) which are divided into at least two groups (A, B) and wherein each wind turbine has a generator (GA1 to GA3, GB1 to GB3). The method comprises the steps of connecting each wind energy installation to a common busbar (10), connecting the busbar to a common converter unit (20) and feeding the power provided by the wind energy installations into the power supply network, and controlling the operation of the generators of the wind energy installations with respect the operating parameters of the wind farm and the common converter unit with regard to the operating parameters of the wind farm and with regard to the operating parameters of the power supply network. The invention further relates to an arrangement of a wind farm with the plurality of wind energy plants.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Komplexität von Windenergieanlagen in einem Windparkverbund, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung der technischen Komplexität in Bezug auf Komponenten der Windenergieanlagen sowie eine entsprechende Anordnung eines Windparks.The present invention relates to a method for reducing the complexity of wind turbines in a wind farm group, and more particularly to a method and apparatus for reducing the technical complexity with respect to components of the wind turbines and a corresponding arrangement of a wind farm.

Zur Bereitstellung elektrischer Energie für private Haushalte und die Industrie werden neben konventionellen Kraftwerksanlagen auf der Basis fossiler Brennstoffe oder der Kerntechnik zunehmend Kraftwerksanlagen unter stärkerer Berücksichtigung von Umweltaspekten bevorzugt, wobei insbesondere in vielfältiger Weise Windenergieanlagen (Windkraftanlagen) errichtet werden.In addition to conventional power plants based on fossil fuels or nuclear technology, more and more power plants are preferred to provide electrical energy for private households and industry with greater consideration of environmental aspects, with wind turbines in particular being erected in many different ways.

Im Allgemeinen umfasst eine einzelne Windenergieanlage einen Turm, an dessen oberen Ende ein Rotor mit vorzugsweise drei Rotorblättern angeordnet ist und durch die Windströmung in Abhängigkeit von Windrichtung und Windstärke in eine Drehbewegung versetzt wird. Mit dem Rotor ist direkt oder über ein geeignetes Getriebe ein Generator verbunden, der die in dem Wind enthaltene Energie über die Drehung des Rotors und damit den Antrieb des Generators in elektrische Energie umwandelt. Die mittels des Generators erzeugte elektrische Energie kann auf direktem Wege einem Verbraucher zugeführt werden. Ebenso kann diese Energie in ein allgemeines, lokales oder öffentliches Leistungsversorgungsnetz oder Energieversorgungsnetz eines Energieversorgers eingespeist werden.In general, a single wind energy plant comprises a tower, at the upper end of which a rotor with preferably three rotor blades is arranged and which is set into rotary motion by the wind flow as a function of wind direction and wind force. With the rotor, a generator is connected directly or via a suitable gear, which converts the energy contained in the wind via the rotation of the rotor and thus the drive of the generator into electrical energy. The electrical energy generated by the generator can be supplied directly to a consumer. Likewise, this energy can be fed into a general, local or public power supply network or energy supply network of an energy supplier.

Bei einem größeren Energiebedarf und den geographischen Möglichkeiten hinsichtlich eines häufiger auftretenden Windes können mehrere einzelne Windenergieanlagen in einem Verbund eingesetzt werden, der als Windpark bezeichnet wird. Die gesamte Energie des Windparks ergibt sich somit aus der Summe, der durch die einzelnen Windenergieanlagen bereitgestellten Energie.With a greater energy demand and the geographical possibilities with regard to a more frequently occurring wind, several individual wind turbines can be used in a network, which is referred to as a wind farm. The total energy of the wind farm thus results from the sum of the energy provided by the individual wind turbines.

Die einzelne Windenergieanlage eines Windparks kann in Abhängigkeit von der Größe der bereitgestellten Energie oder Leistung, der Ausführung des verwendeten Generators und den Bedingungen des Verbrauchers oder eines angeschlossenen Netzes direkt oder mittels eines entsprechenden elektronisch gesteuerten Umrichters mit dem Verbraucher oder dem Netz verbunden sein. Im Allgemeinen wird bei der Verwendung einer Vielzahl von Energieanlagen in einem Windpark jede der einzelnen Windenergieanlagen derart ausgestattet, dass sie unmittelbar einen Verbraucher beliefern kann oder dass die bereitgestellte Energie in das Netz eines Energieversorgers eingespeist werden kann.The single wind turbine of a wind farm may be connected to the consumer or the grid directly or by means of a corresponding electronically controlled inverter depending on the size of the power or power provided, the design of the generator used and the conditions of the load or a connected network. In general, when using a plurality of power plants in a wind farm, each of the individual wind turbines is equipped so that it can directly supply a consumer or that the provided energy can be fed into the grid of an energy supplier.

Somit verfügt jede einzelne Windenergieanlage über die technischen Einrichtungen und Systeme, die es dieser Windenergieanlage erlauben, eigenständig und teilweise unabhängig von anderen Windenergieanlagen in Betrieb zu sein und vorzugsweise in ein öffentliches Energie- oder Leistungsversorgungsnetz einspeisen zu können.Thus, each wind turbine has the technical facilities and systems that allow this wind turbine to be independent and partially independent of other wind turbines in operation and preferably to be able to feed into a public energy or power grid.

Eine derartige bekannte Anordnung einer Vielzahl von Windenergieanlagen, die gemeinsam ein Netz speisen, ist in 3 schematisch und in vereinfachter Weise dargestellt.Such a known arrangement of a plurality of wind turbines, which jointly feed a network, is known in 3 shown schematically and in a simplified manner.

3 zeigt eine Vielzahl von Windenergieanlagen, beispielsweise eine erste Windenergieanlage W1, eine zweite Windenergieanlage W2, sowie eine n-te Windanlage Wn (wobei n eine natürliche Zahl ist). Hierbei kann die Anzahl der Windenergieanlagen W1 bis Wn sowie ihre spezifische Leistung in Abhängigkeit von den geographischen Verhältnissen, den Windverhältnissen und dem Energiebedarf dimensioniert werden. 3 shows a plurality of wind turbines, such as a first wind turbine W1, a second wind turbine W2, and an nth wind turbine Wn (where n is a natural number). In this case, the number of wind turbines W1 to Wn and their specific power can be dimensioned depending on the geographical conditions, the wind conditions and the energy requirement.

Jede der Windenergieanlagen W1 bis Wn wird mittels eines Rotors R durch die Windenergie angetrieben. Jede Windenergieanlage umfasst einen Generator, beispielsweise Generatoren G1, G2, ..., Gn, die durch den Rotor R angetrieben und in Drehung versetzt werden. Die in dem Generator G1 bis Gn erzeugte elektrische Energie wird für jede Windenergieanlage W1 bis Wn einem jeweils mit der einzelnen Windenergieanlage verbundenen und dort angeordneten Umrichter U1, U2, ..., Un zugeführt, der in Abhängigkeit von der Betriebssituation des Netzes, und insbesondere den elektrischen Werten im Hinblick auf Spannung, Frequenz und Phasenlage die von den jeweiligen Generatoren G1 bis Gn gelieferte Energie mit diesen Werten geregelt in ein Netz N einspeist. Die bei den einzelnen Windenergieanlagen W1 bis Wn verwendeten Generatoren können Synchrongeneratoren sein. Vorzugsweise werden jedoch Asynchrongeneratoren eingesetzt.Each of the wind turbines W1 to Wn is driven by a rotor R by the wind energy. Each wind energy installation comprises a generator, for example generators G1, G2,..., Gn, which are driven and rotated by the rotor R. The electrical energy generated in the generator G1 to Gn is supplied to each wind turbine W1 to Wn in each case connected to the individual wind turbine and there arranged inverter U1, U2, ..., Un, depending on the operating situation of the network, and in particular the electrical values with regard to voltage, frequency and phase position, the energy supplied by the respective generators G1 to Gn regulated with these values fed into a network N. The generators used in the individual wind turbines W1 to Wn may be synchronous generators. Preferably, however, asynchronous generators are used.

Jede einzelne Windenergieanlage W1 bis Wn ist somit autark betreibbar und mittels des zugehörigen jeweiligen Umrichters U1 bis Un an dem Netz N angeschlossen. Der mögliche autarke Betrieb jeder einzelnen Windenergieanlage W1 bis Wn umfasst ebenfalls Steuerungseinrichtung S1, S2, ..., Sn, die für jede der Windenergieanlagen W1 bis Wn individuell die Steuerung und/oder Regelung in Abhängigkeit von vorherrschenden Rahmenbedingungen durchführt. In 3 ist dies in der Weise veranschaulicht, dass die Steuerungseinrichtungen S1 bis Sn jeweils mit dem Generator G1 bis Gn und dem Umrichter U1 bis Un verbunden sind. Zur Bereitstellung einer verbesserten Abstimmung besteht ebenfalls die Möglichkeit, die einzelnen Steuerungseinrichtungen S1 bis Sn miteinander zumindest zur Bereitstellung eines Datenaustauschs zu verbinden. Ebenso erhalten die Steuerungseinrichtungen eine Information über die Betriebsbedingungen des angeschlossenen Netzes. Die ist in 3 mittels gestrichelter Linien angedeutet.Each individual wind turbine W1 to Wn is thus autonomously operable and connected to the network N by means of the associated respective converter U1 to Un. The possible autonomous operation of each individual wind turbine W1 to Wn likewise comprises control devices S1, S2,..., Sn, which individually carry out the control and / or regulation as a function of prevailing conditions for each of the wind turbines W1 to Wn. In 3 this is illustrated in such a way that the control devices S1 to Sn are respectively connected to the generator G1 to Gn and the inverter U1 to Un. In order to provide improved tuning, it is also possible to connect the individual control devices S1 to Sn with each other at least to provide data exchange. Likewise, the control devices receive information about the operating conditions of the connected network. That is in 3 indicated by dashed lines.

In Abhängigkeit von dem Bedarf kann die einzelne Windenergieanlage auch einen Transformator T aufweisen, wie es in Verbindung mit der n-ten Windenergieanlage Wn in 3 gezeigt ist.Depending on the need, the single wind turbine may also include a transformer T as described in connection with the nth wind turbine Wn in FIG 3 is shown.

Mit der vollständigen Ausstattung jeder der Windenergieanlagen W1 bis Wn in der schematischen und vereinfachten Darstellung der 3 ist zwar ein völlig autarker Betrieb gewährleistet, jedoch erhöhen sich letztlich die auf die Vielzahl der Windenergieanlagen W1 bis Wn des Windparks bezogenen Kosten der Stromerzeugung. Dies bedeutet, dass hinsichtlich der Energiebereitstellung oder Windparkleistung die Kosten der Stromerzeugung in Folge der Komplexität der Windenergieanlagen sowie auch des erforderlichen laufenden Unterhalts erhöht werden.With the complete equipment of each of the wind turbines W1 to Wn in the schematic and simplified representation of 3 Although a completely self-sufficient operation is ensured, but ultimately increase the related to the large number of wind turbines W1 to Wn of the wind farm costs of electricity generation. This means that, in terms of energy supply or wind farm power, the costs of generating electricity are increased as a result of the complexity of the wind turbines as well as the required ongoing maintenance.

Somit werden eine oder mehrere Windenergieanlagen eines Windparks über einen jeweils individuellen Umrichter U1 bis Un an das Netz N eines Energieversorgers angeschlossen. Das Netz N des Energieversorgers umfasst eine im Wesentlichen feste Spannung (Nennspannung) sowie eine feste Frequenz und stellt im Allgemeinen ein Drei-Phasen-System dar.Thus, one or more wind turbines of a wind farm are connected via a respective individual inverter U1 to Un to the network N of an energy supplier. The grid N of the power supplier comprises a substantially fixed voltage (rated voltage) and a fixed frequency and is generally a three-phase system.

Die auf Seiten der Windenergieanlagen und somit des Windparks angeordneten individuellen Umrichter U1 bis Un dienen zur Einstellung von variablen und den aktuellen Betriebsbedingungen der individuellen Windenergieanlage (z. B. Windgeschwindigkeit) angepassten optimalen Betriebswerten, wie beispielsweise Frequenz, Phasenlage und Spannung während des Betriebs. Die Steuerungseinrichtungen S1 bis Sn nehmen die Steuerung der Windenergieanlagen W1 bis Wn individuell vor. Die bei Bedarf zwischen den jeweiligen Umrichtern U1 bis Un in Abhängigkeit von der Spannung des Netzes N am Einspeisepunkt angeordneten individuellen Transformatoren dienen zur Spannungsanpassung.The arranged on the side of the wind turbines and thus the wind farm individual inverter U1 to Un are used to set variable and the current operating conditions of the individual wind turbine (eg wind speed) adapted optimal operating values, such as frequency, phase angle and voltage during operation. The control devices S1 to Sn individually control the control of the wind turbines W1 to Wn. The individual transformers arranged as required between the respective inverters U1 to Un as a function of the voltage of the network N at the feed-in point serve to adapt the voltage.

Sämtliche dieser individuell für die Windenergieanlagen W1 bis Wn bereitzustellenden Komponenten (die gesamte technische Ausstattung) führen zu erhöhten Kosten bei der Stromerzeugung mittels des Windparks und zu einer erhöhten Komplexität desselben.All of these individually provided for the wind turbines W1 to Wn components (the entire technical equipment) lead to increased costs in power generation by means of the wind farm and to an increased complexity of the same.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung eines Windparks zur Verminderung der Komplexität von Windenergieanlagen in einen Windparkverbund derart auszugestalten, dass eine vereinfachte Gesamtstruktur des Windparks und eine Verminderung der einzelnen Komponenten durch eine verstärkte gemeinsame Nutzung möglichst vieler Komponenten gewährleistet ist.The present invention is therefore based on the object, a method and an arrangement of a wind farm to reduce the complexity of wind turbines in a wind farm group such that a simplified overall structure of the wind farm and a reduction of the individual components is ensured by an increased sharing of as many components ,

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst gemäß einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie gemäß einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.According to the invention, this object is achieved according to a method having the features of patent claim 1, as well as according to an arrangement having the features of patent claim 7.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Steuerung der Anordnung eines Windparks zum Anschließen an ein Leistungsversorgungsnetz, wobei der Windpark eine Mehrzahl von Windenergieanlagen aufweist, die in zumindest zwei Gruppen aufgeteilt sind, wobei jede Gruppe zumindest eine Windenergieanlage aufweist und wobei jede Windenergieanlage einen Generator aufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte des Verbindens jeder Windenergieanlage mit einer gemeinsamen Sammelschiene, des Verbindens der Sammelschiene mit einer gemeinsamen Umrichtereinheit und Einspeisen der von dem Windenergieanlagen bereitgestellten Leistung in das Leistungsversorgungsnetz, und des Steuerns des Betriebs der Generatoren der Windenergieeinrichtungen bezüglich der Betriebsgrößen des Windparks, sowie der gemeinsamen Umrichtereinheit bezüglich der Betriebsgrößen des Windparks und bezüglich der Betriebsgrößen des Leistungsversorgungsnetzes.The present invention thus relates to a method for controlling the arrangement of a wind farm for connection to a power supply network, wherein the wind farm comprises a plurality of wind turbines, which are divided into at least two groups, each group having at least one wind turbine and wherein each wind turbine has a generator , The method comprises the steps of connecting each wind turbine to a common busbar, connecting the busbar to a common inverter unit and feeding the power provided by the wind turbines into the power grid, and controlling the operation of the generators of the wind power facilities with respect to the operating parameters of the wind farm the common converter unit with respect to the operating variables of the wind farm and with respect to the operating variables of the power supply network.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung eines Windparks, mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen, die in zumindest zwei Gruppen aufgeteilt sind, wobei jede Gruppe zumindest eine Windenergieanlage aufweist und wobei jede Windenergieanlage einen Generator aufweist, mit einer gemeinsamen Sammelschiene, mit der die Windenergieanlagen verbunden sind, einer gemeinsamen Umrichtereinheit, die einerseits mit der gemeinsamen Sammelschiene verbunden ist und andererseits mit einem Leistungsversorgungsnetzt verbindbar ist zum Einspeisen der von den Windenergieanlagen bereitgestellten Leistung, und einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Generatoren der Windenergieanlagen bezüglich der Betriebsgrößen des Windparks, sowie der gemeinsamen Umrichtereinheit bezüglich der Betriebsgrößen des Windparks und bezüglich der Betriebsgrößen des Leistungsversorgungsnetzes.Furthermore, the present invention relates to an arrangement of a wind farm, with a plurality of wind turbines, which are divided into at least two groups, each group having at least one wind turbine and wherein each wind turbine has a generator with a common busbar to which the wind turbines connected are, a common inverter unit, which is on the one hand connected to the common busbar and on the other hand connectable to a Leistungsversorgungsnetzt for feeding the power provided by the wind turbines, and a common control device for controlling the operation of the generators of the wind turbines with respect to the operating parameters of the wind farm, and the common inverter unit with respect to the operating variables of the wind farm and with respect to the operating variables of the power supply network.

Erfindungsgemäß werden somit die mehreren Windenergieanlagen des Windparks in Gruppen zusammengefasst, sodass möglichst viele Systemkomponenten gemeinsam von den einzelnen Windenergieanlagen im Windpark verwendet werden können. Insbesondere werden die bisher für jede einzelne Windenergieanlage vorgesehenen und installierten Komponenten, die zur Netzanbindung vorgesehen sind, in einem gemeinsam zu nutzenden System und somit als eine größere Komponente oder eine erheblich geringere Anzahl von größeren Komponenten zusammengefasst. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß die Komplexität von Windenergieanlagen und insbesondere die Anzahl der insgesamt in dem Windparkverbund verwendeten bzw. betriebenen Geräte und einzelnen Komponenten vermindert.According to the invention, the multiple wind turbines of the wind farm are thus grouped together so that as many system components as possible can be used jointly by the individual wind turbines in the wind farm. In particular, the previously provided for each wind turbine and installed components that are provided for grid connection, in a system to be shared, and thus as a larger component or a much smaller number of larger components combined. In this way, according to the invention, the complexity of wind turbines and, in particular, the number of devices and individual components used or operated in the wind farm network are reduced.

Dies führt einerseits zu einer geringeren Schadensanfälligkeit, da die Häufigkeit von Schäden mit einer größer werdenden Anzahl beteiligter Geräte oder Komponenten ebenfalls ansteigt, und führt des Weiteren zu einer Verminderung der Kosten, da im Allgemeinen mehrere Komponenten in kleinerer Dimensionierung teurer sind als weniger Komponenten mit größere Dimensionierung, um zu einer etwa gleichartigen Leistungsfähigkeit zu gelangen.On the one hand, this leads to a lower susceptibility to damage, as the frequency of damage increases with an increasing number of devices or components involved, and also leads to a reduction in costs, since in general several components in smaller dimensions are more expensive than fewer components with larger ones Dimensioning in order to achieve a similar performance.

Erfindungsgemäß werden somit schaden- und kostenrelevante Systemkomponenten von den einzelnen Windenergieanlagen ausgelagert und in größeren Leistungsklassen konzentriert. Die Anordnung der genannten zusammengefassten Systemkomponenten kann vorteilhaft in klimatisierten, am Boden stehenden Gebäuden auf einfache Weise untergebracht werden. Dies bringt erhebliche Vorteile gegenüber einer Anordnung der (kleineren) Komponenten im Maschinenhaus oder Turm einer individuellen Windenergieanlage eines Windparks. Es ergeben sich weitere Vorteile einerseits im Hinblick auf einen Störungsfreien Betrieb und andererseits im Hinblick auf eine vereinfachte Wartung und Reparatur oder einen Austausch und eine relativ unkomplizierte Unterbringung der jeweils ausgelagerten Systemkomponenten. Im Allgemeinen ermöglicht die Konzentration der Leistung bei zusammengefassten Systemkomponenten mit einer größeren Leistungsklasse eine verbesserte wirtschaftliche Umsetzung und Ausnutzung dieser Systemkomponenten, und ermöglicht ferner eine redundante oder zumindest teilweise redundante Ausführung dieser Systemkomponenten, insbesondere wesentlicher Komponenten (Schlüsselkomponenten).According to the invention damage and cost-relevant system components are thus outsourced from the individual wind turbines and concentrated in larger power classes. The arrangement of said combined system components can advantageously be accommodated in air-conditioned, floor-standing buildings in a simple manner. This brings considerable advantages over an arrangement of (smaller) components in the nacelle or tower of an individual wind turbine of a wind farm. There are further advantages, on the one hand with regard to trouble-free operation and, on the other hand, with regard to simplified maintenance and repair or replacement, and relatively uncomplicated housing of the respective outsourced system components. In general, the concentration of power in aggregated system components with a larger power class allows for improved economic implementation and utilization of these system components, and further enables redundant or at least partially redundant execution of these system components, in particular essential components (key components).

Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweils zugehörigen Unteransprüchen angegeben.Further embodiments of the present invention are specified in the respective dependent claims.

Gemäß dem Verfahren kann der Steuerungsschritt einen Schritt zur Steuerung der Generatoren der Windenergieanlagen zur Erzeugung einer Spannung von zumindest 5 kV oder größer umfassen. Des Weiteren kann der Steuerungsschritt einen Schritt des Steuerns der Generatoren hinsichtlich ihrer gemeinsamen Drehzahl umfassen, so dass längere Verbindungsleitungen vorgesehen sein und ferner die Leitungsverluste vermindert werden können.According to the method, the controlling step may include a step of controlling the generators of the wind turbines to generate a voltage of at least 5 kV or greater. Further, the controlling step may include a step of controlling the generators in terms of their common speed, so that longer connecting lines can be provided and further the line losses can be reduced.

Es kann die gemeinsame Umrichtereinheit mehrteilig ausgeführt sein, und der Steuerungsschritt kann den Schritt des Steuerns des Betriebs eines Teils oder mehrerer Teile der Umrichtereinheit in Abhängigkeit von der von den Windenergieanlagen bereitgestellten Leistung umfassen.The common converter unit may be multi-part, and the controlling step may include the step of controlling the operation of a part or parts of the inverter unit depending on the power provided by the wind turbines.

Es können ferner die Schritte des Anschließens der Windenergieanlagen mit einem Abstand eines Mehrfachen des Rotordurchmessers der Rotoren der Windenergieanlagen einer jeweiligen Gruppe zueinander, und des Verbindens der einzelnen Windenergieanlagen mit der gemeinsamen Sammelschiene mit Verbindungsleitungen mit individueller Länge vorgesehen sein.There may also be provided the steps of connecting the wind turbines at a distance of a multiple of the rotor diameter of the rotors of the respective group wind turbines, and connecting the individual wind turbines to the common bus bar with individual length connecting pipes.

Der Steuerungsschritt kann einen Schritt der Durchführung einer Pitch-Regelung jeder Windenergieanlage auf der Basis der individuellen Leistung der Windenergieanlage umfassen. Ferner kann der Steuerungsschritt einen Schritt der Einstellung und Regelung einer Frequenz des Windparks auf der Basis einer Leistung der Umrichtereinheit und einer für die Windenergieanlage spezifischen Leistungs-Drehzahl-Kennlinie umfassen.The control step may include a step of performing a pitch control of each wind turbine based on the individual power of the wind turbine. Further, the controlling step may include a step of adjusting and controlling a frequency of the wind farm based on power of the inverter unit and a power-speed characteristic specific to the wind turbine.

Gemäß der Anordnung des Windparks können die Generatoren ausgebildet sein zur Erzeugung einer Spannung von zumindest 5 kV oder größer, so dass längere Verbindungsleitungen möglich sind. Die Steuerung erfolgt durch eine gemeinsame Steuerungseinrichtung, die ausgebildet sein kann zur Steuerung der Generatoren bezüglich ihrer Drehzahl, und insbesondere zur Steuerung der Generatoren der Windenergieanlagen jeder Gruppe auf die gleiche Drehzahl.According to the arrangement of the wind farm, the generators may be designed to generate a voltage of at least 5 kV or greater, so that longer connecting lines are possible. The control is performed by a common control device, which may be designed to control the generators with respect to their speed, and in particular for controlling the generators of the wind turbines of each group to the same speed.

Es kann die gemeinsame Umrichtereinheit mehrteilig ausgeführt sein, und es kann die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass in Abhängigkeit von der durch die Windenergieanlagen bereitgestellten Leistung ein Teil oder mehrere Teile der Umrichtereinheit betrieben werden.The common converter unit can be designed in several parts, and the control device can be designed such that a part or several parts of the converter unit are operated depending on the power provided by the wind energy installations.

Es können die jeweiligen Windenergieanlagen innerhalb jeder Gruppe mit einem Abstand eines Mehrfachen des Rotordurchmessers der Rotoren der Windenergieanlagen beabstandet sein, und die jeweiligen Windenergieanlagen können mit der gemeinsamen Sammelschiene mit Verbindungsleitungen mit individueller Länge in Abhängigkeit von dem Abstand zur Sammelschiene verbunden sein.The respective wind turbines within each group may be spaced a distance of a multiple of the rotor diameter of the rotors of the wind turbines, and the respective wind turbines may be connected to the common bus bar with individual length connecting lines depending on the distance to the busbar.

Die Windenergieanlage kann eine lokale Steuerungseinrichtung aufweisen zur Durchführung einer Pitch-Regelung jeder Windenergieanlage auf der Basis der individuellen Leistung der Windenergieanlag. Die Steuerungseinrichtung kann ferner eine Vergleichseinheit und eine Kennlinieneinheit aufweisen zur Einstellung und Regelung einer Frequenz des Windparks auf der Basis einer Leistung der Umrichtereinheit und einer für die Windenergieanlage spezifischen Leistungs-Drehzahl-Kennlinie Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:The wind turbine may include a local controller for performing a pitch control of each wind turbine based on the individual power of the wind turbine. The control device may further comprise a comparison unit and a characteristic unit for setting and controlling a frequency of the wind farm on the basis of a power of the inverter unit and a specific for the wind turbine power-speed characteristic The present invention will now be described in detail by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Anordnung von mehreren Windenergieanlagen gemäß der vorliegenden Erfindung, die über gemeinsame Systemkomponenten mit einem Netz eines Energieversorgers verbunden sind, 1 1 is a schematic representation of an arrangement of several wind turbines according to the present invention, which are connected via common system components to a network of an energy supplier,

2 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Windenergieanlagen gemäß 1, bei welchen eine lokale Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, und 2 a schematic representation of an arrangement of wind turbines according to 1 in which a local control device is provided, and

3 eine schematische Darstellung einer Anordnung mehrerer Windenergieanlagen, die jeweils mittels individueller Komponenten gemäß dem Stand der Technik mit dem Netz eines Energieversorgers verbunden sind. 3 a schematic representation of an arrangement of several wind turbines, which are each connected by means of individual components according to the prior art with the network of an energy supplier.

In der Darstellung gemäß 1 ist eine Mehrzahl von Windenergieanlagen vorgesehen, wobei als Beispiel in der in 1 gezeigten Anordnung insgesamt 6 einzelne Windenergieanlagen vorgesehen sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Anzahl der Windenergieanlagen und die beispielhafte Anordnung eines Windparks festgelegt.In the illustration according to 1 a plurality of wind turbines is provided, taking as an example in the in 1 shown arrangement a total of 6 individual wind turbines are provided. However, the present invention is not limited to the number of wind turbines shown and the exemplary layout of a wind farm.

Im oberen Teil der 1 sind schematisch drei Windenergieanlagen angeordnet, eine erste Windenergieanlage WA1, eine zweite Windenergieanlage WA2 und eine dritte Windenergieanlage WA3. Die Windanlagen WA1 bis WA3 sind in einer Gruppe angeordnet, und werden als Gruppe A oder Cluster A bezeichnet. Sämtliche Windenergieanlagen der Gruppe A sind mit einer gemeinsamen Sammelschiene 10 verbunden. Die von jeder einzelnen Windenergieanlage WA1 bis WA3 bereit gestellte elektrische Energie wird der gemeinsamen Sammelschiene 10 zugeführt.In the upper part of the 1 schematically three wind turbines are arranged, a first wind turbine WA1, a second wind turbine WA2 and a third wind turbine WA3. The wind turbines WA1 to WA3 are arranged in a group and are referred to as group A or cluster A. All Group A wind turbines are equipped with a common busbar 10 connected. The electrical energy provided by each individual wind turbine WA1 to WA3 becomes the common busbar 10 fed.

Jede der in 1 gezeigten beispielsweise drei Windenergieanlagen WA1 bis WA3 der Gruppe oder des Clusters A umfasst jeweils Generatoren GA1, GA2 und GA3, wobei jeder Generator mittels eines entsprechenden Rotors (Windrad) R angetrieben wird. Die Generatoren können gleichartig oder auch unterschiedlich ausgeführt sein. Bevorzugt werden Asynchrongeneratoren für die Generatoren GA1 bis GA3 eingesetzt. Im Einzelnen sind die Generatoren GA1, GA2 und GA3 der Windenergieanlagen WA1 bis WA3 der Gruppe A mittels individueller Verbindungsleitungen a1, a2 und a3 gemäß 1 mit der Sammelschiene 10 verbunden.Each of the in 1 For example, three wind turbines WA1 to WA3 of the group or cluster A shown each comprise generators GA1, GA2 and GA3, each generator being driven by means of a corresponding rotor (wind turbine) R. The generators may be identical or different. Asynchronous generators are preferably used for the generators GA1 to GA3. In detail, the generators GA1, GA2 and GA3 of the wind turbines WA1 to WA3 of the group A are connected by means of individual connection lines a1, a2 and a3 according to FIG 1 with the busbar 10 connected.

Neben der Mehrzahl der Windenergieanlagen WA1 bis WA3 der Gruppe A ist in 1 eine weitere Gruppe oder ein Cluster B gezeigt, die individuelle Windenergieanlagen WB1, WB2 und WB3 umfassen. In gleicher Weise wie bei der Gruppe A umfasst jede der Windenergieanlagen WB1 bis WB3 jeweilige Generatoren GB1, GB2 und GB3. Die einzelnen Windenergieanlagen WB1 bis WB3 der Gruppe B und insbesondere die Generatoren GB1 bis GB3 sind über individuelle Leitungen b1, b2 und b3 gemäß 1 mit der gemeinsamen Sammelschiene 10 verbunden und führen der gemeinsamen Sammelschiene 10 in Verbund mit den Windenergieanlagen WA1 bis WA3 der Gruppe A die jeweils bereitgestellte Energie zu.In addition to the majority of wind turbines WA1 to WA3 of group A is in 1 another group or cluster B, the individual wind turbines WB1, WB2 and WB3 include. In the same manner as in the group A, each of the wind turbines WB1 to WB3 includes respective generators GB1, GB2 and GB3. The individual wind turbines WB1 to WB3 of group B and in particular the generators GB1 to GB3 are connected via individual lines b1, b2 and b3 according to 1 with the common busbar 10 connected and lead the common busbar 10 in conjunction with the wind turbines WA1 to WA3 of group A the respectively provided energy.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und gemäß der schematischen Darstellung in 1 wird die Anordnung eines Windparks somit aus den beiden Gruppen A und B der Windenergieanlagen mit insgesamt sechs einzelnen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 gebildet. Die gesamte bereitgestellte Energie des Windparks gelangt zu der gemeinsamen Sammelschiene 10, und wird einem gemeinsamen Umrichter (einer gemeinsamen Umrichtereinheit) 20 zugeführt.In the present embodiment and according to the schematic representation in FIG 1 the arrangement of a wind farm is thus formed from the two groups A and B of the wind turbines with a total of six individual wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3. The entire energy provided by the wind farm reaches the common busbar 10 , and is a common inverter (a common inverter unit) 20 fed.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch hinsichtlich der Anordnung einer Mehrzahl von Windenergieanlagen nicht auf die in 1 gezeigte Struktur und Anzahl beschränkt, vielmehr können weitere Gruppen von Windenergieanlagen vorgesehen sein, die in gleicher Weise an die gemeinsame Sammelschiene 10 angeschlossen sind. Die Anzahl der Windenergieanlagen in den einzelnen Gruppen kann gleich oder unterschiedlich sein.However, the present invention is not concerned with the arrangement of a plurality of wind turbines 1 shown structure and number limited, but other groups of wind turbines can be provided in the same way to the common busbar 10 are connected. The number of wind turbines in each group can be the same or different.

Auch bei der zweiten Gruppe B der Windenergieanlagen WB1 bis WB3 werden bevorzugt Asynchrongereratoren eingesetzt, wobei die vorliegende Erfindung hierauf jedoch nicht beschränkt ist, sondern es können auch andere geeignete Generatorenarten mit entsprechender Dimensionierung eingesetzt werden.Also in the second group B of the wind turbines WB1 to WB3 asynchronous generators are preferably used, the present invention, however, is not limited thereto, but it can also other suitable types of generators with appropriate dimensions are used.

Der mit der gemeinsamen Sammelschiene 10 verbundene Umrichter 20, der gemäß der in 1 gezeigten Anordnung von sämtlichen beteiligten Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 gemeinsam verwendet wird, verarbeitet somit die gesamte Leistung der angeschlossenen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 oder Gruppen von Windenergieanlagen (Cluster).The one with the common busbar 10 connected converters 20 , which according to the in 1 As shown arrangement of all participating wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 is used in common, thus processing the entire power of the connected wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 or groups of wind turbines (clusters).

In Abhängigkeit von der Anzahl der beteiligten einzelnen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 oder der beteiligten Gruppen (Cluster) kann die gesamte bereitgestellte Energie durch den gemeinsamen Umrichter 20 in Form eines einzigen Umrichters getragen und verarbeitet werden. Im Falle einer höheren Leistung kann der gemeinsame Umrichter 20 als eine zwei- oder mehrteilige Umrichtereinheit aufgebaut sein. In der Darstellung in 1 ist durch eine punktierte Linie angedeutet, dass beispielsweise der gemeinsame Umrichter 20 als eine zweiteilige Umrichtereinheit ausgeführt sein kann. Der zwei- oder mehrteilig ausgeführte gemeinsame Umrichter (die Umrichtereinheit) 20 kann somit an einem Ort in geeigneter Weise vorgesehen sein, sodass auch bei einer mehrteiligen Umrichtereinheit eine vereinfachte Steuerung oder Regelung und Unterbringung gewährleistet ist.Depending on the number of participating individual wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 or the groups involved (cluster), the total energy provided by the common inverter 20 be worn and processed in the form of a single inverter. In case of higher power, the common inverter 20 be constructed as a two- or multi-part inverter unit. In the illustration in 1 is by a dotted line indicated that, for example, the common converter 20 can be designed as a two-part inverter unit. The two-part or multi-part common drive (the inverter unit) 20 can thus be provided in a suitable manner at a location, so that even with a multi-part converter unit a simplified control or regulation and placement is guaranteed.

Der als eine Einheit vorgesehene gemeinsame Umrichter 20 speist einen Verbraucher oder vorzugsweise in ein Leistungsversorgungsnetz (Energieversorgungsnetz) eines Netzbetreibers ein. Hierzu ist in Abhängigkeit von den elektrischen Größen des Umrichters 20 und dem Leistungsversorgungsnetz, mit dem der Umrichter 20 verbindbar ist, ein Transformator oder mehrere Transformatoren dazwischen geschaltet. Zur Vereinfachung der Darstellung in 1 ist ein Transformator 40 gezeigt sind.The common converter provided as a unit 20 feeds a consumer or preferably into a power supply network (power supply network) of a network operator. This is dependent on the electrical sizes of the inverter 20 and the power supply network with which the inverter 20 connectable, a transformer or multiple transformers connected in between. To simplify the illustration in 1 is a transformer 40 are shown.

Die Steuerung oder Regelung der Verarbeitung der von den einzelnen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 gemäß dem in 1 gezeigten Beispiel einer Anordnung von mehreren Windenergieanlagen in Form von Gruppen wird mittels einer mit dem Umrichter 20 verbundenen Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 30 durchgeführt. Sie wird nachstehend vereinfacht als Steuerungseinrichtung 30 bezeichnet. Die Steuerungseinrichtung 30 weist neben der Verbindung zu dem gemeinsamen Umrichter 20 oder der mehrteiligen Einheit des gemeinsamen Umrichters 20 eine Verbindung zu dem zu speisenden Leistungsversorgungsnetz auf, sodass durch diese Verbindung die Steuerungseinrichtung 30 mittels entsprechender Sensoren eine detaillierte Information hinsichtlich des Betriebszustands des Leistungsversorgungsnetzes enthält. Dies betrifft insbesondere die elektrischen Größen der Spannung, der Frequenz und der Phasenlage, sowie weitere Betriebsparameter, insbesondere hinsichtlich möglicher Störungen.The control or regulation of the processing of the individual wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 according to the in 1 shown example of an arrangement of multiple wind turbines in the form of groups is by means of a with the inverter 20 connected control and / or regulating device 30 carried out. It will be simplified below as a controller 30 designated. The control device 30 indicates next to the connection to the common inverter 20 or the multi-part unit of the common drive 20 a connection to the power supply network to be fed, so that through this connection, the controller 30 contains detailed information regarding the operating state of the power supply network by means of appropriate sensors. This applies in particular to the electrical parameters of the voltage, the frequency and the phase position, as well as further operating parameters, in particular with regard to possible disturbances.

Die Steuerungseinrichtung 30 steht ferner in Verbindung mit jeder Windenergieanlage WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 der beiden Gruppen A und B der Anordnung des Windparks, die an der gemeinsamen Sammelschiene 10 angeschlossen sind, und es werden der Steuerungseinrichtung 30 Informationen hinsichtlich der Betriebszustände der einzelnen Windenergieanlagen und insbesondere der Generatoren GA1 bis GA3 und GB1 bis GB3 zugeführt. In Abhängigkeit von dieser detaillierten Information hinsichtlich der Betriebszustände der gesamten Umgebung des Windparks (Betriebsdatenerfassung) führt die Steuerungseinrichtung 30 Steuerungs- und/oder Regelungsmaßnahmen in Verbindung mit dem gemeinsamen Umrichter 20 durch. Dies betrifft ebenfalls den Betrieb der einzelnen Windenergieanlagen im Hinblick auf die individuellen (und erfassten) Windverhältnisse. Die Anbindung der Steuerungseinrichtung 30 an die zur Erfassung der Betriebsdaten vorgesehenen Sensoren ist in 1 durch eine gestrichelte Linie L mit Pfeilen angedeutet.The control device 30 is also in connection with each wind turbine WA1 to WA3 and WB1 to WB3 of the two groups A and B of the arrangement of the wind farm, on the common busbar 10 are connected, and it will be the controller 30 Information with regard to the operating states of the individual wind turbines and in particular the generators GA1 to GA3 and GB1 supplied to GB3. Depending on this detailed information regarding the operating conditions of the entire environment of the wind farm (operating data acquisition), the control device performs 30 Control and / or regulating measures in connection with the common converter 20 by. This also applies to the operation of the individual wind turbines with regard to the individual (and recorded) wind conditions. The connection of the control device 30 to the sensors provided for recording the operating data is in 1 indicated by a dashed line L with arrows.

Die in 1 gezeigte Steuerungseinrichtung 30 ist als eine Einheit gezeigt. Sie kann jedoch auch mehrteilig ausgeführt sein. Sie behält jedoch die Ausführung als eine zentrale Steuerungseinrichtung ungeachtet einer möglichen mehrteiligen Ausführung. Die grundsätzlichen Steuerungsmaßnahmen betreffen die Steuerung und/oder Regelung von Spannung, Frequenz und Phasenlage im windparkseitigen Netz.In the 1 shown control device 30 is shown as a unit. However, it can also be designed in several parts. However, it retains the design as a central controller regardless of a possible multi-part design. The basic control measures concern the control and / or regulation of voltage, frequency and phase position in the wind farm network.

Gemäß der in 1 dargestellten Anordnung einer Mehrzahl von Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3, die in zumindest zwei Gruppen (Cluster) A und B zusammengefasst sind, werden die gemeinsame Sammelschiene 10, der gemeinsame Umrichter 20 (oder eine kombinierte mehrteilige Umrichtereinheit), die Steuerungseinrichtung 30 sowie ein zwischen dem Umrichter 20 und dem angeschlossenen Leistungsversorgungsnetz erforderlicher und in 1 gezeigter Transformator 40 gemeinsam von der Mehrzahl der Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 verwendet. Es besteht somit die Möglichkeit, eine Konzentration der gemeinsam verwendeten Komponenten der gesamten Kraftwerksanlage bzw. der Anordnung des gesamten Windparks hinsichtlich der Leistung, der Baugröße und der räumlichen Anordnung vorzunehmen, wobei größere Leistungsklassen möglich sind, die eine wirtschaftlichere Umsetzung mit einer teilweise redundanten Ausführung dieser Komponenten gewährleisten. Auch kann die räumliche Anordnung vergleichsweise kompakt ausgeführt werden, während die einzelnen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 hinsichtlich ihrer individuellen Komponenten vereinfacht und damit sowohl kostengünstiger als auch mit geringerer Schadensanfälligkeit ausgeführt werden können. Für die in der Leistung konzentrierten und damit in einer größeren Leistungsklasse ausgeführten Komponenten kann somit eine günstigere Steuerung oder Regelung durchgeführt werden.According to the in 1 illustrated arrangement of a plurality of wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3, which are summarized in at least two groups (clusters) A and B, the common busbar 10 , the common inverter 20 (or a combined multi-part inverter unit), the controller 30 as well as between the inverter 20 and the connected power supply network required and in 1 shown transformer 40 commonly used by the plurality of wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3. There is thus the possibility of concentrating the jointly used components of the entire power plant or the arrangement of the entire wind farm in terms of power, size and spatial arrangement, with larger power classes are possible, the more economical implementation with a partially redundant embodiment of this Ensure components. Also, the spatial arrangement can be made comparatively compact, while the individual wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 simplified in terms of their individual components and thus both cost-effective and less susceptible to damage can be performed. For the concentrated in the performance and thus executed in a larger power class components can thus be carried out a more favorable control or regulation.

Hinsichtlich einer geometrischen Anordnung und einer Auslegung der in Gruppen oder Clustern angeordneten Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 mit gemeinsamen Komponenten wird erneut Bezug auf 1 genommen.With regard to a geometrical arrangement and a design of the wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 with common components arranged in groups or clusters, reference is again made to FIG 1 taken.

Gemäß 1 sind zwei Gruppen von Windenergieanlagen beispielhaft vorgesehen (Gruppe A und B), die jeweils die drei Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 umfassen. Jede der genannten Windenergieanlagen kann beispielsweise eine Nennleistung von etwa 3,3 MW aufweisen, wobei die gesamte Leistung dem gemeinsamen Umrichter 20 (zentraler Gruppen- oder Cluster-Umrichter) zugeführt wird. Entsprechend einer Steuerung durch die Steuerungseinrichtung 30 erfolgt die Aufbereitung der eingespeisten elektrischen Energie der einzelnen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 durch entsprechende Steuerung oder Regelung des gemeinsamen Umrichters 20 (oder einer mehrteiligen Umrichtereinheit). Die Frequenz des Stromnetzes innerhalb der beteiligten Gruppen A und B von Windenergieanlagen und somit die Betriebsdaten der gemeinsam genutzten Sammelschiene 10 wird durch den Betrieb des gemeinsamen Umrichters 20 (gesteuert durch die Steuerungseinrichtung) erhalten, wobei die jeweiligen Generatoren GA1 bis GA3 und GB1 bis GB3 der Gruppen A und B der Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 alle mit der gleichen Drehzahl laufen.According to 1 For example, two groups of wind turbines are provided by way of example (Groups A and B), each comprising the three wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3. Each of the wind turbines may, for example, have a rated power of about 3.3 MW, the entire power being the common converter 20 (central group or cluster inverter) is supplied. In accordance with a control by the controller 30 the processing takes place the fed electrical energy of the individual wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 by appropriate control or regulation of the common inverter 20 (or a multi-part converter unit). The frequency of the power grid within the participating groups A and B of wind turbines and thus the operating data of the shared busbar 10 is due to the operation of the common inverter 20 (Controlled by the controller), wherein the respective generators GA1 to GA3 and GB1 to GB3 of the groups A and B of the wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 all run at the same speed.

Die einzelnen Windenergieanlagen der jeweiligen Gruppen A und B weisen untereinander vorbestimmte Abstände auf. Im Allgemeinen liegt der Abstand bzw. die Entfernung der jeweiligen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 zueinander bei einem üblichen Abstand von 3 bis 5 Rotordurchmessern (Durchmesser eines Rotors R). Die jeweiligen Abstände der beteiligten Windenergieanlagen untereinander sind in 1 schematisch als Beispiele dargestellt.The individual wind turbines of the respective groups A and B have mutually predetermined distances. In general, the distance or the distance of the respective wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 to each other at a conventional distance of 3 to 5 rotor diameters (diameter of a rotor R). The respective distances between the participating wind turbines are in 1 shown schematically as examples.

Die mittels der Rotoren R der jeweiligen Windenergieanlagen angetriebenen Generatoren, die vorzugsweise als Asynchrongeneratoren vorgesehen sind, weisen eine Spannung von etwa 6 kV auf. Durch die Verwendung der jeweiligen Generatoren mit einer höheren Spannung als die marktübliche Spannung, die im Bereich von etwa 3 kV liegt, kann ein Anheben der Spannung auf eine höhere Übertragungsspannung (typischerweise etwa 20 bis 30 kV) mittels eines Transformators, der in den einzelnen beteiligten Windenergieanlagen (beispielsweise gemäß der Darstellung in 3) anzuordnen ist, verzichtet werden. Dadurch kann die von den einzelnen Generatoren bereitgestellte Leistung oder Energie direkt über eine Leitungsverbindung oder ein Kabel an den nahegelegenen und (zentralen) gemeinsamen Umrichter 20 übertragen werden.The driven by the rotors R of the respective wind turbines generators, which are preferably provided as an asynchronous generators, have a voltage of about 6 kV. By using the respective generators with a higher voltage than the market voltage, which is in the range of about 3 kV, can raise the voltage to a higher transmission voltage (typically about 20 to 30 kV) by means of a transformer involved in each Wind turbines (for example, as shown in FIG 3 ) is to be dispensed with. This allows the power or energy provided by the individual generators to be delivered directly via a line connection or a cable to the nearby and (central) common inverter 20 be transmitted.

Hierzu sind die in 1 dargestellten individuellen Verbindungsleitungen a1 bis a3 für die Gruppe A und b1 bis b3 für die Gruppe B veranschaulicht. Somit ist jeder Generator GA1 bis GA3 und GB1 bis GB3 über die jeweils individuellen Verbindungsleitungen a1 bis a3 und b1 bis b3 mit der (zentralen oder gemeinsamen) Sammelschiene 10 verbunden. Im Parallelbetrieb der Vielzahl der Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 gemäß der Darstellung in 1 kann daher mit einer Gesamtleistung von etwa 2 mal 12 MVA = 24 MVA (Beispiele für Auslegungswerte) gerechnet werden. Diese Gesamtleistung wird in die gemeinsame Sammelschiene 10 eingespeist und dem gemeinsamen Umrichter 20 oder der mehrteiligen Umrichtereinheit zugeführt. Der Umrichter 20 speist diese bereitgestellte Leistung (bedarfsweise über den Transformator) in das Leistungs- oder Energieversorgungsnetz ein.These are the in 1 illustrated individual connecting lines a1 to a3 for the group A and b1 to b3 for the group B illustrated. Thus, each generator GA1 to GA3 and GB1 to GB3 via the respective individual connection lines a1 to a3 and b1 to b3 with the (central or common) busbar 10 connected. In parallel operation of the plurality of wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 as shown in FIG 1 can therefore be expected with a total capacity of about 2 times 12 MVA = 24 MVA (examples of design values). This total power is in the common busbar 10 fed and the common inverter 20 or the multi-part converter unit supplied. The inverter 20 feeds this provided power (as required via the transformer) into the power or energy supply grid.

Durch den Anschluss der gemäß 1 dargestellten zwei Gruppen oder Cluster A und B mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen (d. h. mit jeweils zumindest einer Windenergieanlage) an die gemeinsame Sammelschiene 10 (Umrichtersammelschiene) kann beispielsweise im Teillastbereich der jeweiligen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 oder bei einem Teillastbereich der Gruppe A und/oder B die gesamte dann zur Verfügung gestellte Leistung über einen Umrichter 20 oder einen Teil der mehrteiligen Umrichtereinheit laufen. Kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem zunehmenden Wind mittels der jeweiligen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 eine größere Leistung bereitgestellt werden, als sie ein Teil der mehrteiligen Umrichtereinheit 20 tragen kann, so wird in diesem Fall lastabhängig zumindest ein weiterer Teil des Umrichters 20 parallel dazu geschaltet und die Gesamtbelastung verteilt.By connecting the according to 1 illustrated two groups or clusters A and B with a plurality of wind turbines (ie, each with at least one wind turbine) to the common busbar 10 (Inverter busbar), for example, in the partial load range of the respective wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 or at a partial load range of group A and / or B, the entire then provided power through a converter 20 or run a part of the multi-part inverter unit. For example, depending on an increasing wind by means of the respective wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3, a larger power can be provided than it is part of the multi-part converter unit 20 In this case, depending on the load, at least one further part of the converter will be load-dependent 20 connected in parallel and distributed the total load.

Auf diese Weise ist es möglich, in Abhängigkeit von der bereitgestellten Leistung der jeweiligen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3, die Ihrerseits jedoch von den Windverhältnissen abhängig ist, den Einsatz des gemeinsamen Umrichters 20 und insbesondere den leistungsabhängigen Einsatz der einzelnen Teile der mehrteiligen Umrichtereinheit 20 derart zu steuern, dass mittels dieser Anordnung auf einfache Weise eine Redundanz in Verbindung mit dem Umrichter 20 im Teillastbereich der Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 oder des Windparks erreicht werden kann. Dies gilt ebenso für den Ausfall einzelner Windenergieanlagen der Anordnung des Windparks oder bei einer zeitweiligen Außerbetriebsetzung in Folge von Wartungsarbeiten.In this way it is possible, depending on the provided power of the respective wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3, which in turn depends on the wind conditions, the use of the common inverter 20 and in particular the performance-dependent use of the individual parts of the multi-part converter unit 20 to be controlled so that by means of this arrangement in a simple way a redundancy in connection with the inverter 20 can be achieved in the partial load range of the wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 or the wind farm. This also applies to the failure of individual wind turbines, the arrangement of the wind farm or a temporary shutdown as a result of maintenance.

Eine derartige Steuerung oder Regelung wird mittels der Steuerungseinrichtung 30 vorgenommen, da durch die zentrale Anordnung der Steuerungseinrichtung 30 die Aufgabe der Betriebsführung der gesamten Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 der Anordnung des Windparks durch die Steuerungseinrichtung 30 vorgenommen wird. Entsprechend der Anordnung der Steuerungseinrichtung 30 in der Nähe des gemeinsamen Umrichters 20 erfolgt die Steuerung des gesamten Windparks und somit der einzelnen Gruppen oder Cluster der Windenergieanlagen ausschließlich oder zumindest überwiegend von dieser zentralen Position aus, ungeachtet dessen, dass in den einzelnen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 individuelle Steuerungsmöglichkeiten für untergeordnete und auf die betreffende Windenergieanlage beschränkte Aufgaben vorgesehen sein können.Such a control or regulation is by means of the control device 30 made, as by the central arrangement of the control device 30 the task of operating the entire wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 the arrangement of the wind farm by the controller 30 is made. According to the arrangement of the control device 30 near the common inverter 20 the control of the entire wind farm and thus of the individual groups or clusters of wind turbines takes place exclusively or at least predominantly from this central position, regardless of the fact that individual control possibilities for subordinate and wind energy plants limited in the individual wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 Tasks can be provided.

Es ist auf diese Weise möglich, einerseits eine umfassende auf einer Vielzahl von Betriebsdaten beruhende Steuerung und/oder Regelung des gesamten Windparks durchzuführen, während gleichzeitig Steuerungsmaßnahmen und zugehörige Einrichtungen in den einzelnen beteiligten Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 erheblich vereinfacht oder weggelassen werden können. Auf diese Weise werden auch die Komplexität und damit die Kosten der einzelnen Windenergieanlagen erheblich vermindert. It is possible in this way, on the one hand perform a comprehensive based on a variety of operating data control and / or regulation of the entire wind farm, while controlling measures and associated facilities in the individual participating wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 can be considerably simplified or omitted , In this way, the complexity and thus the costs of the individual wind turbines are significantly reduced.

2 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung einer lokalen Steuerungseinrichtung 501, die an der ersten Windenergieanlage WA1 gemäß 1 vorgesehen ist und die die lokale Steuerung der Windenergieanlage WA1 durchführt. 2 zeigt lediglich im Einzelnen die erste Windenergieanlage WA1 der ersten Gruppe (des ersten Clusters) A als Beispiel, wobei mit der gemeinsamen Sammelschiene 10 weitere Windenergieanlagen, wie die in 2 angedeutete n-te Windenergieanlage WAn verbunden sein können. Die n-te Windenergieanlage WAn kann beispielsweise die lokale Steuerungseinrichtung 50n umfassen. Gemäß 1 können bei der in 2 gezeigten Anordnung auch mehrere Gruppen oder Cluster vorgesehen sein. 2 shows a schematic representation of an arrangement of a local control device 501 at the first wind turbine WA1 according to 1 is provided and performs the local control of the wind turbine WA1. 2 shows only in detail the first wind turbine WA1 of the first group (of the first cluster) A as an example, with the common busbar 10 other wind turbines, like those in 2 indicated n-th wind turbine WAn can be connected. The nth wind turbine WAn, for example, the local control device 50n include. According to 1 can at the in 2 shown arrangement may also be provided several groups or clusters.

Die einzelne Windenergieanlage (z. B. die erste Windenergieanlage WA1) umfasst eine Pitch-Regelung, mit der der Anstellwinkel der Blätter des Rotors R verstellt werden kann. Die lokale Steuerungseinrichtung 501 umfasst einen Pitch-Antrieb (Pitchverstellungsantrieb) 51, der gemäß einer entsprechenden Ansteuerung die Rotorblattverstellung vornimmt. Die Ansteuerung erfolgt durch einen Pitch-Regler 52, der vorzugsweise als ein PI-Regler (Proportional-Integral-Regler) vorgesehen sein kann. Der Pitch-Regler 52 ist hinsichtlich seines unteren Grenzwerts auf Null und seines oberen Grenzwerts auf den maximalen Pitch-Winkel begrenzt.The individual wind turbine (eg the first wind turbine WA1) comprises a pitch control with which the angle of attack of the blades of the rotor R can be adjusted. The local control device 501 includes a pitch drive (pitch adjustment drive) 51 , which makes the rotor blade adjustment according to a corresponding control. The control is done by a pitch controller 52 , which may be preferably provided as a PI controller (proportional-integral controller). The pitch control 52 is limited in its lower limit to zero and its upper limit to the maximum pitch angle.

In einer Vergleichseinrichtung 53 der Steuerungseinrichtung 501 wird eine erfasste Ist-Leistung PWEA der Windenergieanlage WA1 mit einer maximalen Leistung der Windenergieanlage WA1, der Nennleistung Pnenn_WEA verglichen, wobei die Differenz bei einer Speisung unterhalb der Nennleistung Pnenn_WEA immer negativ ist. Aufgrund der unteren Begrenzung im Pitch-Regler (PI-Regler) 52 bleibt der Ausganswert des Pitch-Reglers 52 und somit der Sollwert des Pitch-Winkels auf Null. Bei dem Pitch-Winkel von Null ist die maximale Leistungsausbeute gegeben. Diese Betriebsart ist unterhalb der Nenn-Windgeschwindigkeit durchgeführt.In a comparison device 53 the control device 501 is a detected actual power PWEA the wind turbine WA1 compared with a maximum power of the wind turbine WA1, the rated power Pnenn_WEA, the difference is always negative for a supply below the rated power Pnenn_WEA. Due to the lower limit in the pitch controller (PI controller) 52 remains the exit value of the pitch control 52 and thus the setpoint of the pitch angle to zero. At the pitch angle of zero, the maximum power output is given. This mode is performed below the rated wind speed.

Steigt die Leistung durch höhere Windgeschwindigkeiten an, wird der Vergleich mit der Nennleistung positiv (d. h. positive Differenz aus der Vergleichseinrichtung 53) und der Pitch-Regler 52 beginnt, den Pitch-Antrieb 51 in Richtung höherer Pitch-Winkel anzusteuern, indem ein Sollwinkel βsoll an den Pitch-Antrieb 51 ausgegeben wird. Hierbei werden die Rotorblätter aus dem Wind gedreht, und die in der Windenergieanlage umgesetzte Leistung sinkt auf die Nennleistung. Somit werden durch diese Regelung die Rotorblätter oberhalb der Nenn-Windgeschwindigkeit immer soweit (in Richtung höherer Pitch-Winkel) zurückgedreht, bis die Leistung wieder auf die Nennleistung sinkt. Wie es vorstehend angegeben ist, erfolgt somit die Pitch-Regelung der einzelnen Windenergieanlagen auf der Basis der individuellen Leistung jeder der Windenergieanlagen des Windparks.If the power increases due to higher wind speeds, the comparison with the nominal power becomes positive (ie positive difference from the comparator 53 ) and the pitch control 52 starts the pitch drive 51 to steer in the direction of higher pitch angle by setting a target angle βsoll to the pitch drive 51 is issued. Here, the rotor blades are turned out of the wind, and the power converted in the wind turbine drops to the rated power. Thus, by this regulation, the rotor blades above the rated wind speed always turned back (in the direction of higher pitch angle) until the power drops back to the rated power. As indicated above, the pitch control of the individual wind turbines thus takes place on the basis of the individual power of each of the wind energy turbines of the wind farm.

Die Einstellung und/oder Regelung des Pitch-Winkels der Rotorblätter erfolgt somit lokal und individuell für die Windenergieanlagen. Es kann die Rotorblattverstellung auch zentral durch die Steuerungseinrichtung 30 beeinflusst werden.The adjustment and / or regulation of the pitch angle of the rotor blades is thus local and individual for the wind turbines. It can also be the rotor blade adjustment centrally by the controller 30 to be influenced.

Um in Abhängigkeit von der vorgesehenen bzw. installierten Leistung jeder Windenergieanlage oder der Leistung einer Gruppe die Übertragungsverluste bei der gewählten Spannung von 6 kV möglichst gering zu halten, werden die Generatoren auf eine niedrige Frequenz ausgelegt. Diese kann beispielsweise 27 Hz in einem bevorzugten Betriebsbereich von 25 bis 30 Hz betragen. Des Weiteren ist die Steuerungseinrichtung 30 in der Weise ausgebildet, dass eine Steuerung und/oder Regelung insbesondere auch der elektrischen Größen (Betriebsgrößen), wie beispielsweise Spannung, Frequenz und Phasenlage innerhalb des Netzes des Windparks durchgeführt wird.In order to minimize the transmission losses at the selected voltage of 6 kV depending on the intended or installed capacity of each wind turbine or the power of a group, the generators are designed for a low frequency. This may for example be 27 Hz in a preferred operating range of 25 to 30 Hz. Furthermore, the control device 30 formed in such a way that a control and / or regulation in particular of the electrical variables (operating variables), such as voltage, frequency and phase angle is performed within the network of the wind farm.

Der gemeinsame (zentrale) Umrichter (oder die mehrteilige Umrichtereinheit) 20 steift die Frequenz im Windpark entsprechend einer vorbestimmten Kennlinie ein. Diese Kennlinie beschreibt den Zusammenhang zwischen einer optimalen Leistung einer Windenergieanlage und der Windparkfrequenz. Bei der Anwendung von Synchron- und Asynchrongeneratoren mit einer direkten Ankopplung an das Netz ohne einen eigenen Umrichter entspricht die Windparkfrequenz auch der Drehzahl der Generatoren. Damit stellt die Kennlinie die optimale Leistungs-Drehzahl-Kennlinie dar.The common (central) inverter (or the multi-part converter unit) 20 Stands the frequency in the wind farm according to a predetermined characteristic. This characteristic describes the relationship between optimal wind turbine performance and wind farm frequency. When using synchronous and asynchronous generators with a direct coupling to the grid without its own inverter, the wind farm frequency also corresponds to the speed of the generators. Thus, the characteristic represents the optimum power-speed characteristic.

Bei mehreren aktiven Windenergieanlagen im Windpark wird aus der Umrichterleistung durch Division mit der Anzahl der aktiven Windenergieanlagen die mittlere Windenergieanlagen-Leistung bestimmt. Diese Leistung wird zur Bestimmung der optimalen Sollfrequenz fsoll im Windpark mit Hilfe der beschriebenen Kennlinie verwendet.With several active wind turbines in the wind farm, the average wind turbine power is determined from the inverter power by dividing it by the number of active wind turbines. This power is used to determine the optimum setpoint frequency fsoll in the wind farm using the characteristic curve described.

Hierzu zeigt 2 als Beispiel Einrichtungen oder Einheiten, wie sie für diese Maßnahmen in der Steuerungseinrichtung 30 vorgesehen sein können. Einer Dividiereinheit 31 wird die erfasste Betriebsleistung oder Umrichterleistung Pel_Um des Windparks (die am gemeinsamen Umrichter 20 auftritt) zugeführt, und es wird die Umrichterleistung Pel_Um durch die Anzahl NWEA der aktiven, an der Bereitstellung der Gesamtleistung beteiligten Windenergieanlagen dividiert. Das Ergebnis wird in einer Kennlinieneinheit 32 (mit der optimalen Leistungs-Drehzahl-Kennlinie, d. h. der P/fsoll-Kennlinie) verarbeitet zur Bestimmung der dem Umrichter oder der Umrichtereinheit 20 zuzuführenden Sollfrequenz fsoll. Die optimale Einstellung und Regelung der Windparkfrequenz in Verbindung mit dem Umrichter beruht somit auf der erfassten Umrichterleistung Pel_Um (Leistung der Umrichtereinheit) und der für eine Windenergieanlage spezifischen Leistungs-Drehzahl-Kennlinie, die beispielsweise in der Kennlinieneinheit 32 hinterlegt sein kann.This shows 2 as an example, facilities or units, as for these measures in the control device 30 can be provided. A dividing unit 31 is the recorded operating power or inverter power Pel_Um of the wind farm (at the common inverter 20 occurs) and the inverter power Pel_Um is divided by the number NWEA of the active wind turbines involved in the provision of the total power. The result is in a characteristic unit 32 (with the optimum power-speed characteristic, ie the P / fsoll characteristic) processed to determine the inverter or the inverter unit 20 Target frequency fsoll to be supplied. The optimum adjustment and regulation of the wind farm frequency in conjunction with the converter is thus based on the detected converter power Pel_Um (power of the converter unit) and the specific for a wind turbine power-speed characteristic, for example, in the characteristic unit 32 can be deposited.

Hinsichtlich einer Ausführungsform mit geografischer Anordnung kann beispielsweise die dritte Windenergieanlage WA3 der Gruppe oder des Clusters A eine Länge der Verbindungsleitung a3 von etwa 1,0 km zur gemeinsamen Sammelschiene 10 aufweisen. Die Verbindungsleitung a2 der nächsten und von der Sammelschiene 10 weiter entfernten Windenergieanlage WA2 kann etwa 0,6 km länger sein, sodass die gesamte Leitungslänge der zweiten Verbindungsleitung a2 etwa 1,6 km beträgt.For example, with regard to an embodiment with a geographic arrangement, the third wind turbine WA3 of the group or cluster A can have a length of the connection line a3 of about 1.0 km from the common busbar 10 exhibit. The connecting line a2 of the next and from the busbar 10 distant wind turbine WA2 may be about 0.6 km longer, so that the total line length of the second connecting line a2 is about 1.6 km.

Ist des Weiteren die erste Windenergieanlage WA1 in gleichartiger Weise noch weiter von der Sammelschiene 10 entfernt, und kann beispielsweise der Abstand zwischen der ersten und zweiten Windenergieanlage WA1 und WA2 ebenfalls etwa 0,6 km betragen, dann beträgt die Länge der ersten Verbindungsleitung a1 in der Gruppe A etwa 2,2 km und ist somit um 0,6 km länger als die zweite Verbindungsleitung a2 mit 1,6 km.Furthermore, the first wind turbine WA1 is even further from the busbar in a similar manner 10 For example, if the distance between the first and second wind turbines WA1 and WA2 is also about 0.6 km, then the length of the first connection line a1 in the group A is about 2.2 km and is thus 0.6 km longer as the second connecting line a2 with 1.6 km.

Hinsichtlich der geographischen Anordnung der drei Windenergieanlagen WB1 bis WB3 der zweiten Gruppe B kann ebenfalls ein jeweiliger Abstand zwischen der ersten und zweiten Windenergieanlage WB1 und WB2, sowie zwischen der zweiten und dritten Windenergieanlage WB2 und WB3 beispielsweise zu jeweils 0,6 km angenommen werden. Die Entfernung der dritten Windenergieanlage WB3 beträgt gemäß einem Auslegungsbeispiel etwa 2,8 km, sodass die dritte Verbindungsleitung b3 der zweiten Gruppe B etwa 2,8 km beträgt. Die zweite Verbindungsleitung b2 beträgt somit etwa 3,4 km, während die erste Verbindungsleitung b1 der zweiten Gruppe B etwa 4,0 km beträgt.With regard to the geographical arrangement of the three wind turbines WB1 to WB3 of the second group B, a respective distance between the first and second wind energy plants WB1 and WB2, as well as between the second and third wind energy plants WB2 and WB3 can also be assumed to be 0.6 km, for example. The distance of the third wind turbine WB3 is about 2.8 km, according to a design example, so that the third connection line b3 of the second group B is about 2.8 km. The second connecting line b2 is thus about 3.4 km, while the first connecting line b1 of the second group B is about 4.0 km.

Die entsprechend der vorstehend beschriebenen Auslegung beispielhaft dimensionierten Entfernungsangaben zwischen den einzelnen Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 und somit die erforderlichen jeweiligen Leitungslängen sind in 1 angedeutet.The distances between the individual wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3, which are dimensioned by way of example according to the above-described design, and thus the required respective line lengths, are given in FIG 1 indicated.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Darstellung der Entfernungsangaben und Leitungslängen gemäß der vorstehenden Beschreibung und gemäß der Veranschaulichung in 1 festgelegt. Vielmehr können in Abhängigkeit von einer geographischen Situation und anderen Auslegungen der Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 andere Werte herangezogen werden.However, the present invention is not limited to the illustration of the distance indications and line lengths as described above and as shown in FIG 1 established. Rather, depending on a geographical situation and other interpretations of the wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 other values can be used.

Die Steuerungseinrichtung 30 bewirkt somit einerseits eine Steuerung der einzelnen Windenergieanlagen und somit der zugehörigen Generatoren in Bezug auf deren Spannung, Frequenz und Phasenlage Innerhalb des Netzes des Windparks in der Umgebung der gemeinsamen Sammelschiene 10, und steuert ferner den Betrieb des gemeinsamen Umrichters 20 (oder der einzelnen Teile einer mehrteiligen Umrichtereinheit) in Abhängigkeit von Spannung, Frequenz und Phasenlage des zu speisenden Leistungs- oder Energieversorgungsnetzes. Zur Bereitstellung der verringerten Drehzahl der jeweiligen Generatoren der Windenergieanlagen erfolgt ebenfalls eine Steuerung oder Regelung durch die Steuerungseinrichtung 30.The control device 30 Thus, on the one hand causes a control of the individual wind turbines and thus the associated generators with respect to their voltage, frequency and phase within the network of the wind farm in the vicinity of the common busbar 10 , and also controls the operation of the common converter 20 (or the individual parts of a multi-part converter unit) as a function of voltage, frequency and phase angle of the power or energy supply network to be fed. To provide the reduced speed of the respective generators of the wind turbines is also a control or regulation by the controller 30 ,

Durch die vorstehend angegebene Anordnung der Windenergieanlagen WA1 bis WA3 und WB1 bis WB3 des Windparks und die von den einzelnen Windenergieanlagen gemeinsam genutzten Komponenten, wie der Sammelschiene, des Umrichters, eines möglichen gemeinsamen Transformators sowie einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung ist gewährleistet, dass der Windpark in vereinfachter Ausführung ausgebildet werden kann, und dass ferner gemeinsam genutzte Komponenten mit einer höheren Leistungsklasse und damit wirtschaftlicher ausgeführt und betrieben werden können. Die Komplexität des Windparks wird erheblich verringert, so dass ebenfalls die Kosten für den gesamten Windpark auch im Hinblick auf eine geringere Schadenanfälligkeit und eine vereinfachte Wartung deutlich vermindert werden können.The above-mentioned arrangement of the wind turbines WA1 to WA3 and WB1 to WB3 of the wind farm and the shared components of the individual wind turbines, such as the busbar, the inverter, a possible common transformer and a common control device ensures that the wind farm in a simplified version can be formed, and further that shared components can be performed and operated with a higher performance class and thus more economical. The complexity of the wind farm is significantly reduced, so that the costs for the entire wind farm can also be significantly reduced, also with regard to a lower susceptibility to damage and a simplified maintenance.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren beschrieben.The present invention has been described above on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the associated figures.

Es ist jedoch für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann selbstverständlich, dass die Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gemäß den beschriebenen Figuren und die für die jeweiligen Bauteile und Komponenten verwendeten Bezugszeichen der Figuren und der Beschreibung sowie die beispielhaften Angaben in Bezug auf eine Dimensionierung oder Ausführung nicht einschränkend auszulegen sind. Vielmehr werden als zur Erfindung gehörig sämtliche Ausführungsformen und Varianten angesehen, die unter die beigefügten Patentansprüche fallen.However, it will be understood by those skilled in the art that the embodiment of the present invention, in accordance with the described figures, and the reference numerals of the figures and description used for the respective components and components, as well as the exemplary details with respect to sizing or implementation, are not limiting are to be interpreted. Rather, all embodiments and variants are considered as belonging to the invention, which fall under the appended claims.

Claims

Method for controlling the arrangement of a wind farm for connection to a power supply network, the wind farm having a plurality of wind turbines (WA1 to WA3, WB1 to WB3) divided into at least two groups (A, B), each group comprising at least one wind turbine and wherein each wind turbine has a generator (GA1 to GA3, GB1 to GB3), comprising the steps of: Connecting each wind turbine to a common busbar, Connecting the busbar to a common inverter unit and feeding the power provided by the wind turbine into the power grid, and Controlling the operation of the generators of wind energy facilities with respect to the operating variables of the wind farm, as well as the common inverter unit with respect to the operating variables of the wind farm and with respect to the operating variables of the power supply network.

The method of claim 1, wherein the controlling step comprises a step of controlling the generators of the wind turbines to generate a voltage of at least 5 kV or greater.

The method of claim 1 or 2, wherein the controlling step comprises a step of controlling the generators with respect to their common speed.

A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the common inverter unit is multi-part, and the controlling step comprises a step of controlling the operation of part or more parts of the inverter unit depending on the power provided by the wind turbines.

Method according to one of claims 1 to 4, further comprising the steps of connecting the wind turbines with a distance of a multiple of the rotor diameter of the rotors of the wind turbines of a respective group to each other, and connecting the individual wind turbines with the common busbar with connecting lines with individual length.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein the control step comprises a step of performing a pitch control of each wind turbine based on the individual power (PWEA) of the wind turbine, and a step of adjusting and controlling a frequency of the wind farm based on a power the inverter unit and a specific for the wind turbine power-speed characteristic comprises.

Arrangement of a wind farm, with a plurality of wind turbines (WA1 to WA3, WB1 to WB3), which are divided into at least two groups (A, B), each group having at least one wind turbine and each wind turbine generating a generator (GA1 to GA3, GB1 to GB3), with a common busbar ( 10 ), with which the wind turbines are connected, a common inverter unit ( 20 ), on the one hand with the common busbar ( 10 ) and on the other hand connectable to a power supply network for feeding the power provided by the wind turbines, and a common control device ( 30 ) for controlling the operation of the generators (GA1 to GA3, GB1 to GB3) of the wind turbines with respect to the operating variables of the wind farm, and the common converter unit ( 20 ) with regard to the operating variables of the wind farm and with regard to the operating parameters of the power supply network.

Arrangement according to claim 7, wherein the generators (GA1 to GA3, GB1 to GB3) are designed to generate a voltage of at least 5 kV or greater.

Arrangement according to claim 7 or 8, wherein the common control device ( 30 ) is adapted to control the generators (GA1 to GA3, GB1 to GB3) in terms of their speed, and the control of the generators of the wind turbines of each group (A, B) to the same speed.

Arrangement according to one of claims 7 to 9, wherein the common converter unit ( 20 ) is executed in several parts and the control device ( 30 ) is designed such that, depending on the power provided by the wind turbines, a part or several parts of the converter unit ( 20 ) operate.

Arrangement according to one of claims 7 to 10, wherein the respective wind turbines (WA1 to WA3, WB1 to WB3) are spaced within each group (A, B) at a distance of a multiple of the rotor diameter of the rotors (R) of the wind turbines and the respective wind turbines with the common busbar ( 10 ) are connected to connecting lines (a1, a2, a3, b1, b2, b3) of individual length depending on the distance to the busbar.

Arrangement according to one of claims 7 to 11, wherein the wind turbine a local Control device ( 501 to 50n ) for performing a pitch control of each wind turbine on the basis of the individual power (PWEA) of the wind turbine, and the control device ( 30 ) a comparison unit ( 31 ) and a characteristic unit ( 32 ) for setting and controlling a frequency (fsoll) of the wind farm on the basis of a power of the converter unit ( 20 ) and a specific for the wind turbine power-speed characteristic.