DE102011002842A1

DE102011002842A1 - Simulationsmodell für eine Windenergieanlage sowie Erzeugung und Verwendung

Info

Publication number: DE102011002842A1
Application number: DE201110002842
Authority: DE
Inventors: Clemens Jauch
Original assignee: Suzlon Energy GmbH
Current assignee: Ae Rotor Holding Bv Nl
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2031-01-19
Also published as: DE102011002842B4; WO2012098170A1

Abstract

Verfahren zur Erstellung eines Software-Simulationsmodells für eine Windenergieanlage zur Integration in ein Stromversorgungsnetz-Simulationsmodell für eine Simulation der Windenergieanlage im Netzverbund, Software-Simulationsmodell, Simulation eines Stromversorgungsnetz sowie zugehöriges Computerprogrammprodukt, Datenträger und Datenstrom. Das Erstellungsverfahren enthält wenigstens einen Definitionsschritt, in dem wenigstens ein Modellelement mit zumindest zwei Modellelement-Eingangsgrößen und zumindest einer Modellelement-Ausgangsgröße in einem Systemmodell der Windenergieanlage definiert wird, und einen Anpassungsschritt, in dem Modellparameter eines Emulationssystems so angepasst werden, dass das Emulationssystem das Verhalten des Modellelement mit einer vorbestimmten Genauigkeit emulieren kann. Das Software-Simulationsmodell enthält wenigstens ein Modellelement mit Modellelement-Übertragungsfunktion zwischen zumindest zwei Eingangsgrößen und zumindest einer Ausgangsgröße, wobei das wenigstens eine Modellelement bevorzugt als Emulationssystem ein mittels Modellparametern eingestelltes Fuzzy-Interferenz-System zur Emulation der Modellelement-Übertragungsfunktion aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen die Simulation von Stromversorgungsnetzen, insbesondere die Simulation möglicher Einflüsse, besonders Rückwirkungen einer daran angeschlossenen Windenergieanlage.
Die Erfindung betrifft im Einzelnen die Erstellung eines, insbesondere mit Softwaremitteln implementierten, Simulationsmodels für eine Windenergieanlage, ein entsprechendes Simulationsmodell sowie die Verwendung des Simulationsmodels bei der Simulation wenigstens eines Stromversorgungsnetzes.
Hintergrund der Erfindung
Bevor eine Windenergieanlage (im Weiteren hier mit WEA abgekürzt) in ein öffentliches Stromversorgungsnetz (Netz) integriert werden kann, d. h. als Lieferant für elektrische Energie an das Netz angeschlossen werden darf, hat der Hersteller der WEA die Konformität der WEA mit den jeweils gültigen Anschlussregeln (Grid-Codes) nachzuweisen.
In diesem Zusammenhang hat der Hersteller der WEA dem Betreiber des Stromversorgungsnetzes (Netzbetreiber) – üblicherweise ein nationales oder privates Energieversorgungsunternehmen – ein Software-Simulationsmodell für die WEA zur Verfügung zu stellen. Für das Simulationsmodell sind WEA spezifische, technische Detailkenntnisse, besonders technische Design-Parameter der Bestandteile bzw. Komponenten der WEA erforderlich, die mit der notwendigen Vollständigkeit zumindest dem Hersteller der WEA bekannt sind.
Das Software-Simulationsmodell der WEA ermöglicht dem Netzbetreiber, das Netzverhalten der WEA als Bestandteil des Netzes, d. h. im Netzverbund, zu simulieren. Damit kann beispielsweise die o. g. Kompatibilität der WEA mit dem Netz, besonders die Konformität mit den gültigen Anschlussregeln, überprüft, aber auch Maßnahmen der Netzführung, z. B. bei Störfällen im Netzes, getestet werden.
In der Vergangenheit konnte der vorstehend beschriebenen Forderung durch Bereitstellung eines fertig kompilierten Software-Simulationsmodells für die jeweilige WEA entsprochen werden. Mittlerweile jedoch fordern die Netzbetreiber, aber auch einzelne nationale Zulassungsbehörden, die Bereitstellung des zugehörigen Quellcodes sowie eine ausführliche Beschreibung des Simulationsmodells. Dies soll ermöglichen, das Simulationsmodell bei Bedarf an unterschiedliche Simulationsumgebungen anpassen zu können.
Problematisch ist dabei, dass der Quellcode und die zugehörige detaillierte Beschreibung technisches Know-how des Herstellers über die jeweilige WEA enthalten. Herkömmliche Simulationsmodelle enthalten nämlich algebraische Gleichungen sowie Differentialgleichungen, die den physikalischen Aufbau der WEA und auch die Steuer- und Regelungszusammenhänge der WEA abbilden. D. h., diese Informationen, besonders die technischen Parameter im Simulationsmodell, ermöglichen einen Rückschluss auf die entsprechenden technischen Details der WEA.
Der Hersteller der WEA steht daher vor dem Dilemma, den Quellcode des Simulationsmodells herausgeben zu müssen, um die WEA überhaupt auf den relevanten Märkten anbieten zu können. Dabei werden aber zurzeit gleichzeitig technische Informationen offengelegt. Die hier interessierenden technischen Detailkenntnisse betreffen grundsätzliche solche, die eigentlich nicht zur Veröffentlichung vorgesehen sind, und besonders solche, die der WEA selbst nicht ohne weiteres, d. h. nur mit erheblichem Aufwand entnommen werden können.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für das vorstehend genannte Problem vorzuschlagen.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Ein Kernaspekt der Erfindung besteht darin, bestimmte Modellelemente eines herkömmlichen Simulationsmodels nicht mittels analysierbarer funktionaler Zusammenhänge, d. h. durch die eingangs genannten algebraischen Gleichungen und Differentialgleichungen abzubilden, sondern lediglich den korrekten Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgrößen des Modellelements mittels einem das Verhalten des Modellelements emulierenden Emulationssystem in das Software-Simulationsmodell der WEA zu integrieren.
Ein relativ einfacher Ansatz für eine dieser Forderung entsprechenden Codierung und Emulation eines Modellelements wäre es, eine Tabelle (z. B. eine Look-up-Tabelle, kurz LUT) zu verwenden, in der für alle sinnvollen bzw. relevanten Eingangswertkombinationen der oder die zugehörigen Ausgangswert(e) abgelegt sind. Dieser Ansatz ist jedoch allein deshalb unpraktikabel, da hierfür zuviel Datensätze im Simulationsmodell gespeichert werden müssten.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Erstellung bzw. Modifikation eines Software-Simulationsmodells für eine Windenergieanlage zur Integration in ein Stromversorgungsnetz-Simulationsmodell für eine Simulation der Windenergieanlage im Netzverbund gemäß Anspruch 1.
Eine Ausführungsform des Verfahren weist wenigstens einen Definitionsschritt und einen Anpassungsschritt auf. In dem Definitionsschritt wird in einem herkömmlichen Simulationsmodell für die Windenergieanlage wenigstens ein Modellelement mit zumindest zwei Modellelement-Eingangsgröße und zumindest einer Modellelement-Ausgangsgröße definiert. Danach werden in dem Anpassungsschritt Modellparameter eines Emulationssystems so angepasst, dass das Emulationssystem das Modellelement mit einer vorbestimmten Genauigkeit emulieren kann. Dann wird das wenigstens eine Modellelement im herkömmlichen Simulationsmodell für die Windenergieanlage durch das angepasste bzw. trainierte Emulationssystem ersetzt.
Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, für bestimmte Teile eines herkömmlichen Simulationsmodells, d. h. für bestimmte Modellelemente, ein mit Modellparametern einstellbares Emulationssystem für eine funktionale Zuordnung wenigstens zweier Eingangswerte zu den oder dem Ausgangswert(en) zu verwenden, mit dem das bestimmte zu emulierenden Modellelement des herkömmlichen Simulationsmodells ersetzt und nachgebildet werden kann.
Das Emulationssystem enthält erfindungsgemäß keine algebraischen Gleichungen oder Differentialgleichungen des zu ersetzenden Modellelements des herkömmlichen Simulationsmodels, welche transparent die physikalische Realität abbilden.
Das Emulationssystem basiert bevorzugt auf einem Basismodell, das nach einer empirischen oder mittels Lernalgorithmus erfolgten Einstellung seiner Modellparameter im Anpassungsschritt das Verhalten des Modellelements mit ausreichender Genauigkeit nachbildet.
Im Anpassungsschritt kann das Ermitteln der Modellparameter des Emulationssystems basierend auf Lerndaten bestehend aus bekannten Kombinationen von Werten für die zumindest eine Eingangsgröße und die zumindest eine Ausgangsgröße des Modellelements erfolgen. Das Anpassen bzw. Trainieren des Basismodels oder Emulationssystems kann insbesondere automatisiert beispielsweise mittels eines Lernalgorithmus durchgeführt werden.
In einer besonderen Ausführung wird ein Fuzzy-Interferenz-System (im Weiteren kurz mit FIS bezeichnet) zur Implementierung des erfindungsgemäßen Emulationssystems verwendet. D. h., zur Modellierung des wenigstens einen Modellelements des Software-Simulationsmodells der WEA werden Modellparameter des FIS jeweils so eingestellt, dass das FIS zumindest mit einer bestimmten Genauigkeit das herkömmliche Modellelement abbildet bzw. emuliert.
Das eingangs geschilderte Problem wird somit dadurch gelöst, dass mit den ermittelten Modellparameter und/oder dem FIS keine Rückschlüsse auf tatsächliche Design-Parameter der zu simulierenden WEA ermöglicht wird bzw. werden. D. h., ein erfindungsgemäßes Software-Simulationsmodell, besonders der Quellcode ist hinsichtlich der nicht zur Veröffentlichung vorgesehenen Design-Parameter nicht mehr transparent.
Alternativ oder zusätzlich könnte das Modellelement auch durch ein Neuronales Netz (NN) als erfindungsgemäßes Emulationssystem ersetzt und nachgebildet werden, wobei die einzustellenden Modellparameter dann die des Neuronalen Netzes sind.
Idealerweise kommt ein Basismodell eines erfindungsgemäßen Emulationsmodells zur Anwendung, das nach Bedarf für einen Ersatz eines bestimmten Modellelements konfiguriert wird. Bei einem FIS und einem NN sind dies zu allererst die Anzahl der Eingänge und Ausgänge sowie die entsprechenden Eingangs- und Ausgangsgrößen. Weiter sind beim FIS u. a. für die jeweiligen Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen geeignete Zugehörigkeitsfunktionen sowie diese in Beziehung setzende Regeln, ein geeigneter Interferenzoperator sowie eine Defuzzifizierung zu definieren. Bei einem NN wären beispielsweise die Knotenanzahl, die Anzahl der inneren Schichten usw. nach Bedarf einzustellen.
Grundsätzlich sei angemerkt, dass die Implementierung des FIS oder eines NN oder alternativer Ansätze für den Fachmann keine Schwierigkeiten darstellen, da das entsprechende Fachwissen ausreichend verfügbar ist.
Beispielsweise kann die Software „MATLAB” und „Simulink” zusammen mit der „Fuzzy Logic Toolbox” des Unternehmens „The MathWorks” zum Erzeugen und Trainieren eines FIS verwendet werden. Ergänzend sei hier beispielsweise auf die Bücher „Matlab und Simulink: Beispielorientierte Einführung in die Simulation dynamischer Systeme", von Josef Hoffmann bei Addison-Wesley, 1998 (ISBN 3-8273-1077-6) und „Matlab – Simulink – Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele" von Anne Angermann et al., in der 6. Auflage bei Oldenbourg, München 2009 (ISBN 978-3-486-58985-6) verwiesen.
Für eine nähere und detaillierte Darstellung eines herkömmlichen Software-Simulationsmodells für Windenergieanlagen sei zum Beispiel auf „Dynamic wind turbine models in power system simulation tool DIgSILENT" von Anca D. Hansen et al. des Risø National Laboratory, Roskilde, December 2003 (ISBN 87-550-3198-6) verwiesen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn im Definitionsschritt das zu ersetzende und zu emulierende Modellelement so definiert wird, dass das Verhalten des Modellelements zwischen der zumindest einen Eingangsgröße und der zumindest einen Ausgangsgröße zeitunabhängig ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Software-Simulationsmodell für eine Windenergieanlage zur Integration in ein Stromversorgungsnetz-Simulationsmodell für eine Simulation der Windenergieanlage im Netzverbund gemäß Anspruch 5.
In einer bestimmten Ausführung weist das Software-Simulationsmodell wenigstens ein Modellelement mit zumindest zwei Eingangsgröße und zumindest einer Ausgangsgröße auf, wobei das wenigstens eine Modellelement ein mittels Modellparameter eingestelltes Emulationssystem, insbesondere ein Fuzzy-Interferenz-System oder Neuronales Netzwerk oder dergleichen, zur Emulation des Modellelements enthält.
Das Software-Simulationsmodell kann mit einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erzeugt oder ein vorhandenes herkömmliches Software-Simulationsmodell entsprechend modifiziert werden. Dabei wird zur Lösung des eingangs geschilderten Problems sichergestellt, dass die Modellparameter des Emulationssystems keine technischen (Design-)Parameter der zu simulierenden Windenergieanlage enthalten.
Ein weiter Aspekt der Erfindung betrifft die Simulation einer Windenergieanlage bzw. eines Energieversorgungsnetzwerks, mit dem die Windenergieanlage gekoppelt ist, unter Verwendung eines Software-Simulationsmodells für die Windenergieanlage gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Schließlich betreffen weitere Aspekte der Erfindung: ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung eines der erfindungsgemäßen Verfahren, sobald das Computerprogramm in einem Computersystem ausgeführt wird, einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen, die mit einem Computersystem derart interagieren können, dass das Computersystem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführt, sowie einen Datenstrom, der ein erfindungsgemäßes Computerprogramm enthält.
Hinsichtlich des Computerprogramms, des Datenträgers sowie des Datenstroms sei angemerkt, dass es sich bei dem Computersystem um einen handelsüblichen Personalcomputer oder einen auf Simulationen spezialisierten Hochleistungsrechner handeln kann, der entweder mit einem Standardbetriebssystem als Programmumgebung für das Ausführen von Computerprogrammen oder mit einer proprietären Programmierumgebung für speziell daran angepasste Programmcodemittel ausgestattet ist.
Jedenfalls enthält ein Computersystem üblicherweise Festwertspeicher (Nur-Lese-Speicher) für grundlegende programmtechnische Funktionen des Systems sowie flüchtigen Speicher (Schreib-Lese-Speicher) für Programmcode eines in das System geladenen Computerprogramms oder bei der Ausführung eines Computerprogramms benötigter bzw. erzeugter Arbeitsdaten.
Weiter besitzt ein Computersystem üblicherweise wenigstens eine programmierbaren Recheneinheit, Mikroprozessor(en) oder der gleichen, wobei darin mittels Programmcode programmierte Anweisungen eines Computerprogramms ausgeführt werden können, um ein mittels des Computerprogramms programmiertes Verfahren, wie z. B. die hier als Anwendungsbeispiel genannte Simulation eines Stromversorgungsnetzes, auszuführen.
Weiter besitzt das Computersystem Schnittstellen für die Dateneingabe und Datenausgabe. Hierzu gehört besonders die Möglichkeit Programmcode von einem Datenträger oder als Datenstrom aus einem Computernetz, wie einem lokalen Computernetz, dem Internet oder dergleichen, in das Computersystem laden zu können.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass mittels des erfindungsgemäßen Ansatzes für die Erstellung eines Software-Simulationsmodells für eine WEA eine weitestgehende Entkopplung von solchen technischen Parametern erreicht werden kann, die Rückschlüsse auf technische Merkmale der WEA allein anhand des Simulationsmodels zulassen würden.
Ein erfindungsgemäßes Software-Simulationsmodell für eine WEA kann der Hersteller der WEA nationalen Zertifizierungsstellen oder Netzbetreibern als ein Simulationsmodell der WEA zur Verfügung stellen, ohne damit technische Betriebsgeheimnisse offenzulegen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungsfiguren
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, sowie Ausführungsbeispiele hierzu, werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert. Funktionsähnliche Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die innerhalb der Beschreibung des Ausführungsbeispiels verwendeten Begriffe „links”, „rechts”, „oben”, „unten” beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren in einer Ausrichtung mit normal lesbaren Figurenbezeichnung und Bezugszeichen. Hierbei zeigt:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines herkömmlichen Simulationsmodells einer WEA;
2 ein Beispiel für ein gemäß dem Lösungsansatz der Erfindung zu emulierendes Modellelement;
3 ein schematisches Blockschaltbild eines FIS als Basismodell eines Emulationssystems, welches beispielsweise nach entsprechender Konfiguration und Einstellung seiner Modellparameter zur Emulation des Modellelements der 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird; und
4 ein Beispiel für die erfindungsgemäße Definition eines Modellelements für eine erfindungsgemäße Emulation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Wie eingangs erwähnt soll ein Simulationsmodell für eine Windenergieanlage (WEA) u. a. dazu dienen, das Verhalten der WEA im Verbund mit einem Stromversorgungsnetz und so mögliche Rückwirkungen der WEA auf das Stromversorgungsnetz (Netz) simulieren zu können. Beispielsweise betreffen Reaktionen einer WEA auf im Netz auftretende Störungen, wie beispielsweise Spannungsschwankungen, nicht nur die WEA selbst, sondern haben als sogenannte Rückwirkungen wiederum Einfluss auf das Netz. Für den Netzbetreiber sind dabei besonders die möglichen Rückwirkungen der WEA auf das Netz von Interesse.
In der Vergangenheit war es so, dass eine WEA sich im Falle von schwerwiegenden Störungen im Netz wie Blitzeinschlag, Geräte- oder Stromleitungsausfall automatisch und möglichst schnell, d. h. innerhalb 0,1–0,2 s, vom Netz trennen musste. Mit dem mittlerweile deutlich höheren Anteil der Windenergie in den Stromversorgungsnetzen wirkt sich der damit einhergehende Ausfall bei der Stromeinspeisung direkt auf die Stabilität des Netzes aus. Die damaligen Anschlussregeln würden höchstwahrscheinlich heute durch kaskadierende Effekte zu einer weiteren Destabilisierung des Netzes führen.
Heute fordern daher die Anschlussregeln (Grid-Codes) der Stromversorgungsnetzbetreiber (Netzbetreiber), dass eine WEA oder ein aus mehreren WEA bestehender Windpark bei einer Netzstörung für eine Mindestzeit mit dem Netz verbunden bleibt, um weiter Energie in das Versorgungsnetz einspeisen zu können und damit das Netz zu stützen. Diese Eigenschaft ist als ZVRT (Zero Voltage Ride Through) bzw. LVRT (Low Voltage Ride Through) bekannt, d. h. die Fähigkeit der WEA einen Spannungseinbruch im Netz „durchfahren” zu können.
Der Aspekt der Netzstützung erklärt auch die Forderung nach Eingriffsmöglichkeiten für Netzbetreiber in die Regelung der WEA oder eines Windparks, um beispielsweise den Umfang eingespeister Blindleistung, z. B. über den Phasenwinkel (ϕ), vornehmen und/oder die maximale Ausgangsleistung des Windparks drosseln zu können.
Damit ergeben sich im Zusammenhang mit einem Simulationsmodell für eine WEA Schnittstellen zur Umgebung. Das sind zum einen die physikalischen Randbedingungen, wie die aktuelle Windlage und die elektrischen Randbedingungen am Netzanschlusspunkt der WEA.
Am Netzanschlusspunkt, d. h. der Schnittstelle zwischen WEA und Netz, sind die Größen Spannung im Netz, d. h. die Netzspannung (V), und die Netzfrequenz (f) von Bedeutung; die Netzfrequenz ist weniger von Relevanz, da eine einzelne WEA kaum Einfluss auf die Netzfrequenz hat. Als negativer Verbraucher speist die WEA über den Strom (I) Wirkleistung (P_elec) und/oder Blindleistung (Q_elec) ins Netz ein und hat damit einen gewissen Einfluss auf die Netzspannung (V_Netz). Die Wirkleistung (P_elec) und Blindleistung (Q_elec) ergibt sich über den Phasenwinkel (ϕ) zwischen dem von der WEA ins Netz gespeisten Strom (I) und der Netzspannung (V_Netz) am Einspeisepunkt, d. h. dem Netzanschlusspunkt.
Die WEA wandelt mechanische Arbeit des Windes am Rotor der WEA über einen elektrischen Generator in elektrische Energie um. Die dabei in der jeweils aktuellen Situation vom Wind maximal leistbare mechanische Arbeit ist im Wesentlichen durch die aktuelle Windgeschwindigkeit bestimmt.
Über den Leistungssollwert (power setpoint, PSO) kann der Netzbetreiber der WEA vorgeben, wie viel elektrische Leistung von der WEA tatsächlich ins Netz eingespeist werden darf, d. h. mittels des PSO kann der Netzbetreiber die WEA drosseln, wenn die aktuelle Windlage die Einspeisung von mehr elektrischer Leistung ermöglichen würde. Bei Bedarf kann vorgesehen sein, dass der Netzbetreiber über einen entsprechenden Sollwert der WEA auch die Menge an aktuell im Netz benötigter Blindleistung vorgeben kann (in 1 nicht gezeigt); die WEA hat dann den Phasenwinkel (ϕ) entsprechend einzustellen, was bei den modernen Wechselrichtern in der WEA kein Problem darstellt.
1 zeigt ein Beispiel für ein mögliches Blockschaltbild eines Simulationsmodells einer WEA.
In 1 repräsentieren Signale, die mit der gestrichelten Linie dargestellt sind, die für das Simulationsbeispiel relevanten Eingangsgrößen des Simulationsmodels der WEA. Dies sind die aktuelle Windsituation WIND, die im Wesentlichen durch die aktuelle Windgeschwindigkeit erfasst wird, sowie Größen wie der aktuelle POS sowie die Netzspannung V am Einspeisepunkt.
Die Signale, die mit der Linie aus sich abwechselnden Punkten und Strichen dargestellt sind, repräsentieren Ausgangssignale des Simulationsmodells der WEA; dies sind hier die elektrische Wirkleistung P_elec und die elektrische Blindleistung. Q_elec; P_elec und Q_elec könnten auch durch den von der WEA ins Netz gespeisten Strom (I) und den Phasenwinkel (ϕ) zur Netzspannung (V_Netz) am Einspeisepunkt dargestellt werden.
Das in der 1 dargestellte Simulationsmodell besteht aus miteinander kommunizierenden Systemelementen, die wiederum einzelne Systembestandteile der WEA aber auch die in der WEA implementierten Steuer- und Regelungsvorgänge abbilden.
Die einzelnen Systemelemente besitzen jeweilige Eingangs- und Ausgangsgrößen, wobei eine jeweilige diese Größen in Beziehung setzende, d. h. das Verhalten des Systemelements abbildende, Übertragungsfunktion im herkömmlichen Simulationsmodellen durch eines der eingangs genannten Gleichungssysteme bestehend aus algebraische Gleichungen und/oder Differentialgleichungen definiert ist. Steuer- und Regelungszusammenhänge können beispielsweise durch Zustandsautomaten bestehend aus Zuständen, Zustandsübergängen und Aktionen, beispielsweise in Form von Wenndann-Aussagen abgebildet werden. Der Aufbau der jeweiligen Gleichungssysteme und besonders die in den Gleichungen enthaltenen Parameter leiten sich dabei oft unmittelbar von realen technischen Merkmalen der WEA ab. Daher lässt ein herkömmliches Simulationsmodell, besonders sein Quellcode, unmittelbar Rückschlüsse auf diese technischen Merkmale der jeweiligen WEA zu.
Im Folgenden sein die Systemelemente des WEA-Modells der 1 kurz erläutert.
Da ist zunächst ein Windmodell-Systemelement 10, in dem die aktuelle Windsituation der WEA, d. h. im Wesentlichen die aktuelle Windgeschwindigkeit WIND und ggf. Windgeschwindigkeitsverteilung simuliert wird.
Es folgt ein Rotorblattsteuerung-Systemelement 20, in dem aus der aktuellen Windgeschwindigkeit WIND und der aktuellen Generatordrehzahl n_gen als Eingangsgrößen sowie einem LVRT-Parameter ein zugehöriger Rotorblatt-Anstellwinkel θ bestimmt wird. Der LVRT-Parameter wird von einem LVRT-Systemelement 30 anhand der aktuellen Netzspannung V am Anschlusspunkt unter Berücksichtigung der aktuellen Windgeschwindigkeit WIND ermittelt wird.
In einem Aerodynamik-Systemelement 40 wird anhand der aktuellen Rotordrehzahl n_rotor, dem aktuellen Rotorblattanstellwinkel θ und der aktuellen Windgeschwindigkeit WIND das aktuelle mechanische Rotordrehmoment T_rotor bestimmt.
Ein Antriebsstrang-Systemelement 50 ermittelt basierend auf einem dynamischen 3-Massen-Modell für den Antriebsstrang der WEA aus dem aktuellen mechanischen Rotordrehmoment T_rotor und dem aktuellen elektrischen Drehmoment T_elec des Generators die aktuelle Generatordrehzahl n_gen.
Ein Leistungssteuerung-Systemelement 60 bildet den Einfluss des z. B. vom Netzbetreiber einstellbaren Leistungssollwerts PSO unter Berücksichtigung der aktuellen Generatordrehzahl n_gen auf eine Referenzleistung P_ref ab.
Ein Energiewandlung-Systemelement 70, das zum Einen die Wandlung der mechanischen Rotorleistung in elektrische Leistung durch die WEA und die Leistungselektronik der WEA abbildet, ermittelt aus der aktuellen Generatordrehzahl n_gen, der aktuellen Netzspannung V am Einspeisepunkt und der Referenzleistung P_ref die aktuellen Werte für die von der WEA abgegebene Wirkleistung P_elec und Blindleistung Q_elec.
Es sei angemerkt, dass es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht auf eine lückenlose Darstellung des hier zur Veranschaulichung verwendeten WEA-Simulationsmodells ankommt, da solche herkömmlichen Simulationsmodelle dem Fachmann beispielsweise aus der o. g. Veröffentlichung „Dynamic wind turbine models in power system simulation tool DIgSILENT” hinreichend bekannt ist.
Das hier vorgestellte Verfahren zur Erzeugung oder Erstellung eines Software-Simulationsmodells für die WEA ist gegenüber dem herkömmlichen Simulationsmodellen im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ein herkömmliches Simulationsmodell so modifiziert wird bzw. dass es gegenüber einem herkömmlichen Simulationsmodell so modifiziert ist, dass die eingangs gestellte Problematik, nämlich eine Offenbarung von technischen Details der WEA durch das Simulationsmodell verhindert wird. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im Folgenden die erfindungsgemäße Modifikation eines herkömmlichen Software-Simulationsmodels beschrieben.
2 zeigt ein Beispiel für ein erfindungsgemäß zu modifizierendes Modellelement 100 als ein Teil des Antriebsstrang-Systemelements 50. Im Modellelement 100 wird aus der Differenz des aktuellen mechanischen Rotordrehmoments T_rotor und dem aktuellen elektrischen Generatordrehmoment T_gen durch Division mit dem Trägheitsmoment der Rotorblätter J_rotor als ein individuelles technisches Merkmal der WEA die aktuelle Rotorbeschleunigung dn_rotor/dt ermittelt.
Das Rotorblätterträgheitsmoment J_rotor leitet sich unmittelbar von technischen Designparametern der Rotorblätter ab, die technisches Know-how des WEA-Herstellers sind. Mit dem Quellcode eines derartig transparenten Simulationsmodells würde damit dieses Know-how für einen Fachmann offengelegt.
3 zeigt ein Basismodell eines FIS als Beispiel für ein Emulationssystem 200, das gemäß der vorliegenden Erfindung so konfiguriert und eingestellt werden kann, dass beispielsweise das in der 2 veranschaulichte Modellelement 100 mit ausreichender Genauigkeit emuliert werden kann. Damit wird das zu schützende Know-how, in Form der technischen Designparameter der Rotorblätter, im Quellcode des Software-Simulationsmodells der WEA nicht offengelegt.
Das FIS wie es in 3 abgebildet ist, ist als Basismodell des Emulationssystems 200 allgemein gültig und an beliebiger Stelle in einem WEA Simulationsmodell einsetzbar. Die Variable x in 3 definiert die Anzahl der Eingänge und die Variable y die Modellordnung. Entsprechend ist die Dimension des Vektors der Eingangsvariablen (vln) ein Einspaltenvektor der x Komponenten enthält. Die Dimensionen der anderen im FIS verarbeiteten Vektoren (Variablennamen die mit v beginnen) sind ebenfalls von x und y abhängig. Indem die Anzahl der Eingänge und die Modellordnung geeignet gewählt werden, kann vermieden werden, dass die zu verarbeitenden Vektoren unpraktikabel groß werden. In den Blöcken des FIS werden die Variablen miteinander und mit den Parametern des FIS so verrechnet, dass der Wert der FIS-Ausgangsvariablen FAU der Ausgangsvariablen des zu emulierenden Modellelements entspricht.
Das Emulationssystem 200 besitzt als typische Bestandteile ein FIS Mitgliedschafts- bzw. Zugehörigkeitsfunktionen (MF) 211, 212 für die Eingangsvariablen (Input), Regeln (Rules) 220, eine Summenbildung 230 (Summation) und einen Block zur geeigneten Entfuzzifizierung bzw. Defuzzifizierung (Defuzzification) 240 auf einen konkreten Zahlenwert DFZ für die Ausgangsvariable FAU. Im Block 250 findet im Wesentlichen eine Plausibilitätskontrolle statt, gemäß der im Normalfall als Ausgangsgröße FAU der Wert DFZ ausgegebene wird. In anderen Fällen wird als Ausgangsgröße FAU ein in einem Parameter definierter Mittelwert MRA als FAU ausgegeben.
Nähere Informationen zum Aufbau und der Funktion eines FIS finden sich beispielsweise in „Introduction to fuzzy logic using MATLAB" von S. N. Sivanandam et al., ISBN 978-3-540-35780-3.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass es selbstverständlich ohne Probleme möglich ist, auch ein FIS mit mehr als einer Ausgangsgröße zu konfigurieren.
Gemäß dem sehr einfachen Ausführungsbeispiel der 2 kann das dort dargestellte Modellelement 100 mittels eines Emulationssystems 200 basierend auf einem FIS der 3 emuliert werden. Das FIS hat dann genau zwei Eingangsgrößen In(1) und In(2), nämlich das mechanische Rotordrehmoment T_rotor und elektrische Generatordrehmoment T_mech und die Rotorbeschleunigung dn_rotor/dt als einzige Ausgangsgröße FAU.
Die Modellparameter des Emulationssystems 200, das sind die Struktur und Parameterwerte der Zugehörigkeitsfunktionen 211, 212, Regel 220, Summenbildung 230, Defuzzifizierung 240, usw. sind so einzustellen, dass das Emulationssystem 200 für Wertekombinationen der Eingangsgrößen In(1) = T_rotor, In(2) = T_mech zugehörige Werte für die Rotorbeschleunigung dn_rotor/dt als Ausgangsgröße FAU mit einer vorbestimmten Genauigkeit ausgibt. D. h. der Zusammenhang zwischen den Eingangsgrößen und der Ausgangsgröße wird dann nicht mehr durch ein herkömmliches Gleichungssystem abgebildet, sondern mit dem Fuzzy-Interferenz-System (FIS) des Emulationssystems 200 ersetzt und emuliert.
Dabei werden die Modellparameter des FIS als Emulationssystems 200 bevorzugt mittels einem automatisierten Lernalgorithmus basierend auf bekannten Daten für das Modellelement 100 so eingestellt, dass das modifizierte Modellelement, nämlich das konfigurierte und trainierte Emulationssystem 200 der 3 dieselben bzw. mit einer bestimmten Genauigkeit Ausgangswerte als Antwort auf bestimmte Eingangswertekombinationen produziert wie das herkömmliche Modellelement 100 der 2 anhand der herkömmlichen Gleichungen. Das FIS des Emulationssystems 200 enthält nicht mehr die kritischen technischen Parameter und eine Offenlegung durch den Quellcode des Simulationsmodells der WEA wird verhindert.
Da der Aufbau des Emulationssystems 200, im Ausführungsbeispiel ein FIS, in seiner Struktur völlig verschieden zum herkömmlichen Gleichungssystem der 2 ist, ermöglichen die im Emulationssystem 200 enthaltenen Parameter keinen Schluss auf die ursprünglichen Design-Parameter wie beispielsweise das Rotorblätterträgheitsmoment J_rotor des herkömmlichen Gleichungssystems der 2.
Weiter ist das Basismodell des Emulationssystems 200 der 3 so strukturiert, dass durch entsprechende Konfiguration der Anzahl der Eingänge x der Anzahl der Ausgänge, der Modellordnung y sowie seiner Modellparameter eine Vielzahl unterschiedlicher Zusammenhänge zwischen den Ein- und Ausgangsgrößen eines Modellelements an den unterschiedlichsten Stellen des herkömmlichen Simulationsmodells der WEA der 1 emuliert werden kann.
In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass die in der 2 im Wege eines Beispiels dargestellte Gleichung für eine einfachere Darstellung und Erläuterung des Lösungsansatzes bewusst möglichst einfach gewählt ist. Grundsätzlich können die Blöcke 10, 20, 30, 40, 50, 60 und 70 des Simulationsmodells der 1 teilweise oder auch vollständig durch ein oder mehrere jeweils entsprechend konfigurierte und eingestellte Emulationssysteme 200 ersetzt und emuliert werden.
Es sei angemerkt, dass sich hinsichtlich der vorstehend genannten teilweise bzw. vollständigen Emulation von herkömmlichen Modellelementen durch ein FIS als Emulationssystem besonders solche Teile eignen, die keine Zeitabhängigkeiten, wie beispielsweise Differentialgleichungen, Abtastfunktionen (sample-and-hold), enthalten.
Ein FIS ist grundsätzlich vergleichbar mit einem Fuzzy-Logik-Regler. D. h., ein FIS ist grundsätzlich ein deterministisches System, das für bestimmte Eingangswertekombinationen eindeutig durch das FIS bestimmte Ausgangswerte erzeugt. Da Regler basierend auf Fuzzy-Logik seit den 80er Jahren in der Fachwelt durch industrielle Anwendungen und aus Geräten der Haushaltselektronik bekannt sind, braucht hier nicht auf die Grundlagen sondern soll nur auf die ggf. relevanten Unterschiede eingegangen werden.
Im Gegensatz zum Fuzzy-Regler werde bei dem hier verwendeten FIS die Zugehörigkeitsfunktionen der einzelnen Variablen für die Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen und besonders die Fuzzy-Regeln, in denen Wissen über die Beziehung zwischen den Eingangsgrößen und den Ausgangsgrößen gespeichert ist, basierend auf Expertenwissen über die WEA bevorzugt nicht „von hand” eingestellt sondern mittels eines Lernalgorithmus dem FIS „beigebracht”. Der Lernalgorithmus passt dabei die Modellparameter des FIS solange an bis das Verhalten des FIS dem des zu emulierenden Modellelements entspricht. Die zu trainierenden Parameter des FIS sind im Wesentlichen die Kennwerte der Zugehörigkeitsfunktionen sowie die Regelbasis des FIS.
Das hier als eine mögliche Ausführung beschriebene FIS kann besonders gut statische Zusammenhänge emulieren, wie zum Beispiel Tabellen, die einen bestimmten Zusammenhang zwischen Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen enthalten, oder algebraische Gleichungen. D. h., gerade bei der Implementierung von Tabellen kann es sein, dass der Umfang an zu speichernden Daten beim FIS geringer ist als für die Tabelle erforderlich wäre.
Es sei angemerkt, dass ein FIS grundsätzlich auch in der Lage ist, Zeitabhängigkeiten, wie beispielsweise Differentialgleichungen, zu emulieren, jedoch ist die Programmierbarkeit solcher FIS nicht in allen Netzsimulationsprogrammen möglich.
Daher wird hier als bevorzugt – aber nicht als Beschränkung der Erfindung – vorschlagen, bei der Auswahl der mittels FIS zu emulierenden Modellelemente darauf zu achten, zu vermeiden, zeitabhänige Größen, Bestandteile die auf vorausgehende Systemzustände zurückgreifen, wie beispielsweise Integratoren oder ein Sample-and-Hold-Element, im zu emulierenden FIS zu haben.
Zum besseren Verständnis der Leistungsfähigkeit des hier zum Schutz von technischen Design-Parametern vorgestellten Ansatzes wurde die Anzahl der Modellparameter eines erfindungsgemäßen Software-Simulationsmodells mit der des herkömmlichen Modells verglichen. Dabei konnten 1013 von 1067 technischen Parametern des herkömmlichen Simulationsmodells für eine WEA der 1 durch die Emulation von Modellelementen mittels entsprechend angepasster FIS-Elemente ersetzt und so deren Offenlegung im Quellcode des Software-Simulationsmodells verhindert werden.
Im Folgenden wird ein mögliches Vorgehen zur Erstellung eines Software-Simulationsmodells gemäß der vorliegenden Erfindung in Schritten erläutert.
Um die Modellparameter eines erfindungsgemäßen Emulationssystems, wie dem als Beispiel hier näher diskutierten FIS, als Ersatz für bestimmte Modellelemente eines Simulationsmodells für eine WEA ermitteln zu können, müssen die relevanten Wertekombinationen der Eingangs- und Ausgangsgrößen eines Modellelements bekannt sein. Allgemein muss das Verhalten der WEA, d. h. die Reaktionen auf verschiedene Randbedingungen unter Berücksichtung interner Steuerungs- und Regelungsvorgänge, bekannte sein.
Grundsätzlich könnten die hierfür benötigten Informationen als Zeitreihen der relevanten Signale an der WEA gemessen werden, um damit die Modellparameter des jeweiligen Emulationssystems zu ermitteln. Dazu müsste aber das Verhalten einer WEA in allen möglichen Betriebszuständen beobachtet werden. Dies wäre zum Einen sehr aufwändig und zum Anderen ist es äußerst unwahrscheinlich, dass jede mögliche Kombination von Umgebungsbedingungen, wenn überhaupt, in vertretbarer Zeit beobachtet werden kann.
Ein Lösungsansatz ist hier, so weit wie möglich anstelle von an der WEA beobachteten bzw. gemessenen Daten, mit beispielsweise mittels des vorhandenen oder zuerst erstellen herkömmlichen Simulationsmodells simulierten WEA-Daten zu arbeiten.
Basierend auf dem herkömmlichen Software-Simulationsmodell der WEA, welches algebraische Gleichungen und Differentialgleichungen sowie zur Implementierung der Steuerungsstrategien der WEA Zustandsautomaten enthält, kann die erfindungsgemäße Modifikation des Software-Simulationsmodells erfolgen.
Dazu werden in einem besonders bevorzugten Vorgehen als Modellelemente solche Teilebereiche des Simulationsmodels ermittelt, die sich besonders gut für eine Emulation durch ein Emulationssystem eignen.
Dabei hat sich besonders bewährt, die Modellelemente so zu definieren, dass jeweils zwischen den Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen keine Zeitabhängigkeiten bestehen. Für die Identifikation bzw. Definition der zu emulierenden Modellelemente, werden im herkömmlichen Simulationsmodell entsprechende Grenzen gezogen.
4 zeigt ein Beispiel für diesen Modellelement-Definitionsschritt, bei dem in einem Beispiel-Simulationselement 300 eine Lassokurve 310 einen Teilbereich als zu modifizierendes bzw. durch ein Emulationssystem zu ersetzendes Modellelement definiert, der sich für eine erfindungsgemäße Emulation durch ein FIS 200, wie in 3 als Beispiel veranschaulicht, eignet.
Im Folgenden werden einige Aspekte vorteilhafter Weiterbildungen der Identifikation bzw. Definition von erfindungsgemäß mittels eines FIS als Emulationssystem zu modifizierenden bzw. zu emulierenden Modellelemente erläutert. Es wurde festgestellt, dass im Wesentlichen drei Kriterien bei der Auswahl bzw. Identifikation der Modellelemente zu beachten sind.
Ein Kriterium ist die Komplexität eines zu emulierenden Modellelements, da mit der Komplexität die benötigte Ordnung y des FIS steigt. Ein FIS mit hoher Ordnung y benötigt einen hohen Zeitbedarf für den Lernalgorithmus, um das FIS zu trainieren. Darüber hinaus verursacht ein FIS mit hoher Ordnung einen hohen Zeitbedarf bei der späteren Simulation der WEA.
Ein zweites Kriterium ist die Anzahl x der Eingangsgrößen des zu emulierenden Modellelements, da diese exponentiell in die Dimension der im FIS verwendeten Matrizen eingeht, und damit unmittelbar Einfluss auf sowohl die Lerngeschwindigkeit als auch auf die Simulationsgeschwindigkeit hat.
Schließlich kann mit den Trainingsdaten und dabei insbesondere dem Wertebereich sowie der eingestellten Schrittweite zwischen einzelnen Werten im Wertebereich die benötigte Genauigkeit des FIS bei der Emulation des Modellelements beeinflusst werden. Dabei wurde gefunden, dass es besser ist über die geschickte Bestimmung der Wertebereiche und zugehörigen Schrittweiten die Modellgenauigkeit zu erhöhen als die Ordnung des FIS zu erhöhen.
Anschließend wird für die so identifizierten Modellelemente jeweils – bevorzugt ausgehend von einem Basismodell – ein speziell konfiguriertes und angepasstes FIS erzeugt. Dazu werden die Modellparameter des FIS so eingestellt, dass die Ausgaben des FIS bei bestimmten Eingaben das Verhalten des herkömmlichen Modellelements mit der geforderten Genauigkeit abbilden. Der Vorgang des Einstellens der Modellparameter kann mittels bekannter Trainingverfahren erfolgen, bei denen die FIS-Parameter mittels geeigneter Lernalgorithmen so lange angepasst werden, dass das FIS das herkömmliche Modellelement emulieren kann. Hier kann beispielsweise in der Softwareumgebung von MATLAB auf die Fuzzy Logic Toolbox zurückgegriffen werden.
Schließlicht wird das zu emulierende herkömmliche Modellelement durch das mittels FIS implementierte Modellelement ersetzt.
Zur Validierung des so modifizierten Software-Simulationsmodells kann die WEA mit dem Software-Simulationsmodell simuliert und durch Vergleich der Simulationsergebnisse mit echten WEA-Daten bzw. vorhandenen simulierten WEA-Daten verglichen und ggf. Korrekturen, d. h. Anpassungen des Emulationssystems bzw. seiner Modellparameter, vorgenommen werden.
In einem letzten Schritt kann – falls erforderlich – das erfindungsgemäß modifizierte Software-Simulationsmodell noch an eine Softwareumgebung des Empfängers, d. h. beispielsweise des Netzbetreibers oder der nationalen Behörde, angepasst werden.
Die vorliegenden Erfindung eignet sich bzw. betrifft besonders: ein Verfahren zur Erstellung eines Software-Simulationsmodells für eine Windenergieanlage zur Integration in ein Stromversorgungsnetz-Simulationsmodell für eine Simulation der Windenergieanlage im Netzverbund, ein Software-Simulationsmodell, eine Simulation eines Stromversorgungsnetz sowie zugehöriges Computerprogrammprodukt, einen Datenträger und einen Datenstrom. Das erfindungsgemäße Erstellungsverfahren enthält wenigstens einen Definitionsschritt, in dem wenigstens ein Modellelement mit zumindest zwei Modellelement-Eingangsgrößen und zumindest einer Modellelement-Ausgangsgröße in einem Systemmodell der Windenergieanlage definiert wird, und einen Anpassungsschritt, in dem Modellparameter eines Emulationssystems so angepasst werden, dass das Emulationssystem das Verhalten des Modellelement mit einer vorbestimmten Genauigkeit emulieren kann. Das Software-Simulationsmodell enthält wenigstens ein Modellelement mit Modellelement-Übertragungsfunktion zwischen zumindest zwei Eingangsgrößen und zumindest einer Ausgangsgröße, wobei das wenigstens eine Modellelement bevorzugt als Emulationssystem ein mittels Modellparametern eingestelltes Fuzzy-Interferenz-System zur Emulation der Modellelement-Übertragungsfunktion aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Matlab und Simulink: Beispielorientierte Einführung in die Simulation dynamischer Systeme”, von Josef Hoffmann bei Addison-Wesley, 1998 (ISBN 3-8273-1077-6) [0024]
„Matlab – Simulink – Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele” von Anne Angermann et al., in der 6. Auflage bei Oldenbourg, München 2009 (ISBN 978-3-486-58985-6) [0024]
„Dynamic wind turbine models in power system simulation tool DIgSILENT” von Anca D. Hansen et al. des Risø National Laboratory, Roskilde, December 2003 (ISBN 87-550-3198-6) [0025]
„Introduction to fuzzy logic using MATLAB” von S. N. Sivanandam et al., ISBN 978-3-540-35780-3 [0070]

Claims

Verfahren zur Erstellung eines Software-Simulationsmodells (1) für eine Windenergieanlage zur Integration in ein Stromversorgungsnetz-Simulationsmodell für eine Simulation der Windenergieanlage im Netzverbund, wobei das Verfahren aufweist: – einen Definitionsschritt, in dem wenigstens ein Modellelement (100) mit zumindest zwei Modellelement-Eingangsgröße (In(1), In(2)) und zumindest einer Modellelement-Ausgangsgröße (FAU) in einem Systemmodell der Windenergieanlage definiert wird, – einen Anpassungsschritt, in dem Modellparameter eines Emulationssystems (200) so angepasst werden, dass das Emulationssystem (200) das Modellelement (100) mit einer vorbestimmten Genauigkeit emulieren kann, und – Ersetzten des Modellelements (100) durch das angepasste Emulationssystem (200).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Anpassungsschritt weiter aufweist: Verwenden eines Fuzzy-Interferenz-Systems als das Emulationssystem (200).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anpassungsschritt weiter aufweist: – Ermitteln der Modellparameter des Emulationssystems (200) basierend auf Lerndaten bestehend aus bekannten Kombinationen von Werten für die zumindest zwei Eingangsgrößen (In(1), In(2)) und die zumindest eine Ausgangsgröße (FAU) des Modellelements (100), – wobei das Ermitteln bevorzugt mittels eines automatisierten Lernalgorithmus durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Definitionsschritt weiter aufweist: Definieren des zu emulierenden Modellelements (100) derart, dass es nur eine Ausgangsgröße (FAU), und maximal fünf, bevorzugt zwei Eingangsgrößen (In(1), In(2)) aufweist.
Software-Simulationsmodell (1) für eine Windenergieanlage zur Integration in ein Stromversorgungsnetz-Simulationsmodell für eine Simulation der Windenergieanlage im Netzverbund, – wobei das Software-Simulationsmodell (1) wenigstens ein Modellelement (100) mit zumindest zwei Eingangsgrößen (In(1), In(2)) und zumindest einer Ausgangsgröße (FAU) aufweist, – wobei das wenigstens eine Modellelement (100) ein mittels Modellparametern eingestelltes Emulationssystem (200), insbesondere ein Fuzzy-Interferenz-System, zur Emulation des Verhaltens des Modellelements aufweist.
Software-Simulationsmodell (1) gemäß Anspruch 5, wobei das Software-Simulationsmodell (1) mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 erzeugt worden ist, wobei die Modellparameter des Emulationssystems (200) keine technischen Parameter der zu simulierenden Windenergieanlage enthalten.
Simulation einer Windenergieanlage bzw. eines Energieversorgungsnetzwerks, mit dem die Windenergieanlage gekoppelt ist, unter Verwendung eines Software-Simulationsmodells (1) für die Windenergieanlage gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6.
Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder nach Anspruch 7, wenn das Computerprogramm in einem Computersystem ausgeführt wird.
Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen, die mit einem programmierbaren Computersystem derart interagieren können, dass das Computersystem ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder nach Anspruch 7 durchführt.
Datenstrom, der ein Computerprogramm gemäß Anspruch 8 enthält.