DE102015009959A1

DE102015009959A1 - Steuerung und Steuerungsverfahren für eine Windenergieanlage oder eine Mehrzahl von Windenergieanlagen

Info

Publication number: DE102015009959A1
Application number: DE102015009959.0A
Authority: DE
Inventors: Hennig Harden
Original assignee: Senvion GmbH
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2017-02-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Windenergieanlage (15) oder eine Mehrzahl von Windenergieanlagen (13, 14, 15). Die Steuerung (19) ist dazu ausgelegt, Messwerte (21) und/oder externe Vorgaben (22) zu verarbeiten, um Steuervorgaben (23) für den Betrieb der Windenergieanlage(n) (13, 14, 15) zu ermitteln. Erfindungsgemäß umfasst die Steuerung (19) ein Positionsmodul (24) mit einer Eingangsschnittstelle (25). Die Eingangsschnittstelle (25) ist dazu ausgelegt, bei einem Initialisierungsvorgang, der eine Mehrzahl von Windenergieanlagen (13, 14, 15) betrifft, Positionsdaten einer anderen Windenergieanlage zu empfangen. Die Erfindung betrifft außerdem ein entsprechendes Steuerungsverfahren. Durch die Erfindung wird das Initialisieren der Steuerung erleichtert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Windenergieanlage oder eine Mehrzahl von Windenergieanlagen. Die Steuerung ist dazu ausgelegt, Messwerte und/oder externe Vorgaben zu verarbeiten, um Steuervorgaben für den Betrieb der Windenergieanlage(n) zu ermitteln.
Solche Steuerungen dienen dazu, den Betrieb von Windenergieanlage passend zu Umgebungsbedingungen oder äußeren Anforderungen einzustellen. Beispielsweise kann die Steuerung dazu ausgelegt sein, den Anstellwinkel der Rotorblätter so einzustellen, dass die maximale Leistung aus dem Wind entnommen wird, oder die elektrischen Komponenten der Windenergieanlage so einzustellen, dass sie gerade die von dem Rotor zugeführte Leistung aufnehmen.
Eine für den Betrieb der Windenergieanlage relevante Information kann sich aus der Position einer benachbarten Windenergieanlage ergeben. Beispielsweise kann es sein, dass die Windenergieanlage im Windschatten einer benachbarten Anlage steht oder dass der Betrieb mit einer benachbarten Anlage koordiniert werden soll, vgl. DE 10 2010 063 396 A1 , EP 2 326 835 B1 , EP 2 767 710 A2 , WO 03/012293 A2 , WO 2004/111446 A1 . Es bedeutet einigen Aufwand, bei einer Anordnung aus mehreren Windenergieanlagen die erforderlichen Informationen über die Positionen der Windenergieanlagen bereitzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für eine Windenergieanlage oder eine Mehrzahl von Windenergieanlagen vorzustellen, bei denen die Initialisierung der Steuerung erleichtert wird. Ausgehend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Steuerung umfasst erfindungsgemäß ein Positionsmodul mit einer Eingangsschnittstelle. Die Eingangsschnittstelle ist dazu ausgelegt, bei einem Initialisierungsvorgang, der eine Mehrzahl von Windenergieanlagen betrifft, Positionsdaten einer anderen Windenergieanlage zu empfangen.
Mit der Erfindung wird die Möglichkeit eröffnet, dass die Steuerung sich in der Anordnung aus einer Mehrzahl von Windenergieanlagen selbsttätig die erforderlichen Informationen über die zu der Anordnung gehörenden Windenergieanlagen beschafft. Das Positionsmodul kann ermitteln, in welcher geographischen Position die Windenergieanlagen relativ zueinander angeordnet sind. Die relative geographische Position der Windenergieanlagen kann im Betrieb der Windenergieanlagen in vielfältiger Weise berücksichtigt werden.
Der Begriff Initialisierungsvorgang bezeichnet im Rahmen der Erfindung insbesondere einen Vorgang, der einmalig bei oder vor der ersten Inbetriebnahme durchgeführt wird. Es kann sich um die erste Inbetriebnahme aller Windenergieanlagen der Anordnung handeln. Möglich ist auch, dass lediglich eine oder mehrere Windenergieanlagen der Anordnung erstmalig in Betrieb genommen werden. Der Begriff Initialisieren umfasst auch vergleichbare Konfigurationsvorgänge, die nachfolgend zur ersten Inbetriebnahme vorgenommen werden. Der Initialisierungsvorgang betrifft mehrere Windenergieanlagen, wenn er nicht auf interne Vorgänge einer Windenergieanlage beschränkt ist, sondern eine Kommunikation mit anderen Windenergieanlagen einschließt.
Positionsdaten sind Daten, die im normalen Betrieb der Windenergieanlage nicht verändert werden. Die Positionsdaten umfassen insbesondere eine Information über die geographische Position der benachbarten Windenergieanlage. Die Positionsdaten können außerdem eine Information über die Höhe der Windenergieanlage über Normal-Null umfassen. Da die Positionsdaten nach dem Errichten einer Windenergieanlage üblicherweise nicht mehr verändert werden, ist es ausreichend, wenn in einem Initialisierungsvorgang einmal zu Beginn des Betriebs die Information über die relative geographische Position der Windenergieanlagen zueinander abgefragt wird.
Das Übermitteln der Positionsdaten kann insbesondere durch ein Anmeldeereignis innerhalb der Anordnung von Windenergieanlagen ausgelöst werden. Das Anmeldeereignis kann beispielsweise sein, dass die Steuerung erstmalig mit einem Datennetz verbunden wird, an das auch die anderen Windenergieanlagen angeschlossen sind. Umgekehrt ist es auch möglich, dass andere Windenergieanlagen sich erstmalig mit dem Datennetz verbinden, an das die Steuerung angeschlossen ist. Das Anmeldeereignis kann auch eine von dem Positionsmodul ausgehende Anfrage sein. Möglich ist auch, dass das Anmeldeereignis in einer manuellen oder automatischen Eingabe besteht.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die von der erfindungsgemäßen Steuerung erzeugten Steuervorgaben für eine einzelne Windenergieanlage (eigene Windenergieanlage) bestimmt. Eine Windenergieanlage ist eine Einrichtung, die einen Rotor und einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie umfasst. Eine andere Windenergieanlage im Sinne der Erfindung ist jede Windenergieanlage außer der eigenen Windenergieanlage. Ist eine Steuerung für mehrere Windenergieanlagen zuständig, so gilt für diese Steuerung jede Windenergieanlage als andere Windenergieanlagen.
Die Messwerte/externen Vorgaben, anhand derer die erfindungsgemäße Steuerung Steuervorgaben für die eigene Windenergieanlage ermittelt, umfassen vorzugsweise Betriebsdaten einer anderen Windenergieanlage. Betriebsdaten sind Daten, die sich im normalen Betrieb der Windenergieanlage ändern. Die Betriebsdaten können Messwerte über Umgebungsbedingungen (Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Turbulenz usw.) und/oder Messwerte von der benachbarten Windenergieanlage (Blattwinkel, Drehzahl, Drehmoment, Leistung usw.) umfassen. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, Wechselwirkungen zwischen mehreren Windenergieanlagen zu berücksichtigen, die beispielsweise darin bestehen können, dass eine Windenergieanlage im Windschatten einer anderen Windenergieanlage steht.
In dem Positionsmodul sind vorzugsweise Positionsdaten der eigenen Windenergieanlage hinterlegt. Die Positionsdaten umfassen insbesondere eine Information über die geographische Position der eigenen Windenergieanlage. Die Information kann beispielsweise über ein GPS-Modul gewonnen werden oder beim Errichten der Windenergieanlage manuell eingegeben werden. Es kann vorgesehen sein, dass die Positionsdaten weitere Informationen umfassen, die in vergleichbarer Weise wie die geographische Position einer Windenergieanlage unverändert bleiben. Zu diesen Informationen können die Nabenhöhe über Normalnull sowie der Rotordurchmesser der benachbarten Windenergieanlage gehören. Bei dem Initialisierungsvorgang kann das Positionsmodul die Positionsdaten den anderen Windenergieanlagen zur Verfügung stellen bzw. an diese senden.
In dem Positionsmodul kann die Information über die eigene geographische Position in einem Koordinatensystem abgelegt sein, so dass es möglich wird, die Position anderer Windenergieanlage relativ zu der eigenen Position in dem Koordinatensystem einzuordnen. Das Koordinatensystem kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die eigene Position den Ursprung des Koordinatensystems. Das Koordinatensystem kann beispielsweise ein Polar-Koordinatensystem sein, wobei das Zentrum des Polar-Koordinatensystems der eigenen geographischen Position der Windenergieanlage entspricht.
Das Positionsmodul ist vorzugsweise dazu ausgelegt, die über die Eingangsschnittstelle erhaltenen Positionsdaten zu verarbeiten. Das Verarbeiten kann insbesondere den Schritt umfassen, dass die Positionsdaten einer anderen Windenergieanlage in das Koordinatensystem des Positionsmoduls übertragen werden. Insbesondere kann die Übertragung in Form eines Winkels und einer Entfernung in das Polar-Koordinatensystem vorgenommen werden. Der Winkel entspricht vorzugsweise der geographischen Richtung von der eigenen Position zu der benachbarten Windenergieanlage.
Das Positionsmodul kann so eingerichtet sein, dass es von jeder Windenergieanlage der Anordnung Positionsdaten erhält. Die Anordnung kann beispielsweise mehr als fünf, mehr als zehn oder mehr als zwanzig Windenergieanlagen umfassen. Die Steuerung kann eine zentrale Steuerung sein, die Steuervorgaben für mehrere oder alle Windenergieanlagen der Anordnung macht. Die Steuerung kann räumlich zusammen oder räumlich getrennt von der Windenergieanlage bzw. der Mehrzahl von Windenergieanlagen angeordnet sein. Die Kommunikationsverbindung zu der räumlich getrennten Steuerung kann insbesondere über das Internet erfolgen. Bei der Anordnung von Windenergieanlagen kann es sich um einen Windpark handeln, bei dem die von den Windenergieanlagen erzeugte elektrische Energie zu einem gemeinsamen Übergabepunkt zusammengeführt wird und dort an ein Übertragungsnetz übergeben wird.
In dem Positionsmodul kann vorgesehen sein, dass das Koordinatensystem in Sektoren unterteilt wird, die von der eigenen geographischen Position ausgehen und sich in radialer Richtung erstrecken. Bevorzugt wird durch die Summe der Sektoren das gesamte Koordinatensystem abgedeckt. Möglich ist eine Unterteilung in eine Mehrzahl gleich großer Sektoren, beispielsweise zwei Sektoren von jeweils 180°, drei Sektoren von jeweils 120°, vier Sektoren von jeweils 90° oder mehr als vier Sektoren von gleicher Größe.
Das Positionsmodul kann so ausgelegt sein, dass es jedem der Sektoren maximal eine benachbarte Windenergieanlage zuordnet. Ergibt die anfängliche Auswertung der Positionsdaten aller Windenergieanlagen, dass mehrere andere Windenergieanlagen in einen Sektor fallen, so wird vorzugsweise jene Anlage ausgewählt, die den geringsten Abstand zur eigenen Position hat. Damit wird berücksichtigt, dass es regelmäßig nur die am nächsten benachbarte Windenergieanlage ist, aus der sich eine Wechselwirkung auf die Windverhältnisse bei der eigenen Windenergieanlage ergibt. Benachbarte Windenergieanlage bezeichnet allgemein eine Windenergieanlage, die so zu der eigenen Windenergieanlage positioniert ist, dass sich im Betrieb eine die Windverhältnisse betreffende Wechselwirkung ergeben kann. Die Wechselwirkung kann beispielsweise derart sein, dass die benachbarte Windenergieanlage im Windschatten der eigenen Windenergieanlage steht.
Das Positionsmodul kann eine Eingangsschnittstelle für einen lokalen Windmesswert umfassen. Der Windmesswert repräsentiert die Windstärke und/oder die Windrichtung bei der eigenen Windenergieanlage. Das Positionsmodul kann dazu ausgelegt sein, den lokalen Windmesswert in Beziehung zu setzen zu der Positionsangabe einer benachbarten Windenergieanlage. Insbesondere kann das Positionsmodul ermitteln, welchen Winkel die Windrichtung mit der Richtung zur benachbarten Windenergieanlage einschließt. Daraus lässt sich ableiten, ob die benachbarte Windenergieanlage höher am Wind liegt, im Windschatten liegt oder in seitlicher Richtung liegt. Aus der relativen Position bezogen auf die Windrichtung können Rückschlüsse auf einen optimalen Betrieb der eigenen Windenergieanlage gezogen werden.
Die erfindungsgemäße Steuerung kann außerdem eine Optimierungseinheit umfassen, die dazu ausgelegt ist, anhand der Betriebsdaten der benachbarten Windenergieanlage die Steuerung zu beeinflussen. Die Optimierungseinheit kann eine Störgrößenunterdrückung durch Störgrößenaufschaltung durchführen. Die Störgröße kann die Änderung des Windfelds sein, die vorzugsweise vor dem Eintreffen des Windfelds bei der eigenen Windenergieanlage bekannt ist. Aus den Betriebsdaten der benachbarten Windenergieanlage abgeleitete Einstellungen zur Optimierung des Betriebs können beispielsweise auf den Sollwert einer Steuerung aufgeschaltet werden, so dass die Optimierungseinheit als Vorsteuerung wirkt. Die Optimierungseinheit kann auch als Kompensationsglied eines geschlossenen Regelkreises wirken, indem die Störgröße über das Kompensationsglied auf eine Stellgröße des geschlossenen Regelkreises aufgeschaltet wird. Die Optimierungseinheit kann dazu ausgelegt sein, eine Kommunikationsverbindung zu der benachbarten Windenergieanlage aufzubauen, um den laufenden Empfang von Betriebsdaten zu ermöglichen.
Die Optimierungseinheit kann dazu ausgelegt sein, Kompensationsvorgaben für einen oder mehrere Betriebsparameter der Windenergieanlage zu ermitteln. Die Kompensationsvorgaben werden in der Steuerung berücksichtigt und haben Vorrang vor den Steuervorgaben, die die Steuerung ohne Einfluss der Optimierungseinheit für den betreffenden Betriebsparameter ermitteln würde. Die Kompensationsvorgabe kann beispielsweise dahin gehen, dass der Rotor nicht gerade angeströmt wird, sondern einer leichten Schräganströmung ausgesetzt wird, um zu vermeiden, dass eine benachbarte Windenergieanlage im Windschatten liegt. Im Unterschied dazu würde der Rotor unter der reinen Kontrolle der Steuerung immer so ausgerichtet, dass er gerade angeströmt wird.
Die Optimierungseinheit ist vorzugsweise so eingerichtet, dass sie die in dem Positionsmodul hinterlegten Daten mit den von der benachbarten Windenergieanlage erhaltenen Betriebsdaten zusammenführt, um die Kompensationsvorgabe zu ermitteln.
In einer Ausführungsform wird die Optimierungseinheit laufend mit Windmesswerten von der benachbarten Windenergieanlage versorgt. Ergibt sich aus den Windmesswerten, dass die benachbarte Windenergieanlage einer Böe ausgesetzt ist, so kann die Optimierungseinheit anhand der von dem Positionsmodul berechneten Windlaufzeit ermitteln, wie lange es dauert, bis die Böe bei der eigenen Windenergieanlage eintrifft. Kurz vor oder an diesem Zeitpunkt erstellt die Optimierungseinheit die Kompensationsvorgabe, den Anstellwinkel der Rotorblätter zu verändern, sodass weniger Leistung aus dem Wind aufgenommen wird. Die Windenergieanlage ist dann schon vorbereitet, bevor die Böe eintrifft, und wird dadurch weniger belastet. Die Windmesswerte der benachbarten Windenergieanlage werden kontinuierlich in äquidistanten Zeitabständen erfasst und dann zur eigenen Windenergieanlage übermittelt. Die von der der Optimierungseinheit ermittelte Kompensationsvorgabe wird als Störgröße auf den lokalen Regler der Windenergieanlage unter Kompensation der Totzeit (Windlaufzeit) aufgeschaltet. Damit kann die Regelgüte substanziell verbessert und Lasten reduziert werden.
Durch einen adaptiven Algorithmus kann das Verhalten der Windenergieanlage bezogen auf die zu einem früheren Zeitpunkt bei der benachbarten Windenergieanlage gemessenen Windwerte immer weiter optimiert werden. Insbesondere besteht das Potenzial zur Optimierung durch Methoden der künstlichen Intelligenz (neuronale Netze in Verbindung mit Fuzzy-Logik).
In einer Variante führt die Optimierungseinheit einen lokalen Windmesswert zusammen mit einer Information über die geographische Position einer benachbarten Windenergieanlage, um zu ermitteln, dass die benachbarte Windenergieanlage im Windschatten der eigenen Windenergieanlage liegt. Daraus kann sich die Kompensationsvorgabe ergeben, die Leistungsaufnahme der eigenen Windenergieanlage zu vermindern, sodass die benachbarte Windenergieanlage nicht mehr vom Windschatten erfasst ist und deren Leistung dadurch überproportional ansteigt. Die abgeschattete Anlage kann dadurch in einem Windbereich mit reduzierter Turbulenz und höherer Windgeschwindigkeit arbeiten, in dem ihr Wirkungsgrad höher und die Lasten geringer sind. In Summe aus der eigenen Windenergieanlage und der benachbarten Windenergieanlage ergibt sich damit eine erhöhte Leistung. Dieser Aspekt hat eigenständigen erfinderischen Gehalt, auch ohne dass das Positionsmodul beim Initialisieren Positionsdaten einer benachbarten Windenergieanlage empfängt.
Dazu wird in der Optimierungseinheit ein Messwert über die Leistung der eigenen Windenergieanlage mit einem Messwert über die Leistung der benachbarten Windenergieanlage zusammengeführt und eine Summe aus beiden Messwerten gebildet. Der Anstellwinkel der Rotorblätter der eigenen Windenergieanlage wird verändert, sodass die Leistungsaufnahme sich vermindert. Die Leistungsaufnahme der benachbarten Windenergieanlage wird unter der Kontrolle ihrer Steuerung auf einen optimalen Wert eingestellt. Erneut werden Messwerte über die beiden Leistungen aufsummiert und mit dem vorherigen gemeinsamen Leistungswert verglichen. Ist die zweite Summe größer als die erste Summe, so wird die betreffende Einstellung als vorzugswürdig gespeichert. Iterativ wird versucht, ob die Summe der beiden Leistungen sich weiter erhöhen lässt.
Dieses Verfahren kann mit mehr als zwei Windenergieanlagen durchgeführt werden, indem die im Windschatten liegende Windenergieanlage eine weitere Anlage meldet, die von ihr abgeschaltet wird. Auf dem gleichen Wege kann dann die Summe der Leistungen der Mehrzahl von Windenergieanlagen optimiert werden, wobei vorzugsweise für jede der Windenergieanlagen geprüft wird, ob sich durch eine verminderte Leistungsaufnahme in der Summe eine erhöhte Leistung ergibt.
In einer weiteren Variante besteht die Möglichkeit zur Optimierung der Leistung auch dann, wenn die Windenergieanlagen sich nicht gegenseitig abschatten, sondern beide frei angeströmt sind. Gegenstand der Optimierung ist es, den besten Azimutwinkel für die Windenergieanlagen herauszufinden. Bei einer einzelnen Windenergieanlage ist es nicht ganz einfach, den optimalen Azimutwinkel zu ermitteln, weil bei einer Leistungsänderung, die sich nach einer Änderung des Azimutwinkels ergibt, nicht klar ist, ob die Ursache die Änderung des Azimutwinkels oder eine zwischenzeitliche Änderung der Windverhältnisse ist.
Die Optimierungseinheit kann in dieser Variante der Erfindung als Vorsteuereinheit wirken und dazu ausgelegt sein, einen Messwert über die aktuelle Leistung von der benachbarten Windenergieanlage zu erhalten. Die Vorsteuereinheit führt den Leistungsmesswert der benachbarten Windenergieanlage mit einem korrespondierenden Leistungsmesswert der eigenen Windenergieanlage zusammen und ermittelt in welchem Verhältnis die beiden Leistungsmesswert zu einander stehen. Die Vorsteuereinheit ist außerdem dazu ausgelegt, eine Vorsteuervorgabe für den Azimutwinkels zu machen, der von der vorherigen Steuervorgabe abweicht. Der Azimutwinkel der benachbarten Windenergieanlage bleibt währenddessen unverändert. Erneut führt die Vorsteuereinheit einen Leistungsmesswert der benachbarten Windenergieanlage mit einem Leistungsmesswert der eigenen Windenergieanlage zusammen und ermittelt, ob die eigene Windenergieanlage mit dem veränderten Azimutwinkel eine im Verhältnis höhere Leistung liefert. Ist dies der Fall, so kann gefolgert werden, dass der veränderte Azimutwinkel besser ist als der vorherige Azimutwinkels. Die Vorsteuereinheit kann eine Mitteilung über den optimierten Azimutwinkel an die benachbarte Windenergieanlage senden. Die benachbarte Windenergieanlage kann dies zum Anlass für eine Prüfung nehmen, ob sich durch eine entsprechende Änderung des Azimutwinkels ebenfalls eine Erhöhung der Leistung erreichen lässt.
Korrespondierende Leistungsmesswerte bedeutet, dass die Leistungsmesswerte unter dem Einfluss desselben Windfelds aufgenommen wurden. Bei zwei Windenergieanlagen, die die gleiche Höhe zum Wind haben, also gleichzeitig von dem betreffenden Windfeld getroffen werden, werden die korrespondierenden Leistungsmesswerte gleichzeitig aufgenommen. Ist eine der Windenergieanlagen höher am Wind, wird der Leistungsmesswert bei dieser Windenergieanlage zuerst aufgenommen. Der korrespondierende Leistungsmesswert bei der anderen Windenergieanlage wird unter Berücksichtigung der Laufzeit des Windfelds zu einem späteren Zeitpunkt aufgenommen. Durch die Verwendung korrespondierender Leistungsmesswerte wird eine größtmögliche Vergleichbarkeit der Ergebnisse erreicht.
Vorzugsweise prüft die Optimierungseinheit vor Beginn dieses Ablaufs, ob die beteiligten Windenergieanlagen im Netzbetrieb sind und frei angeströmt werden. Die Optimierungseinheit kann außerdem prüfen, ob der Azimutwinkel in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit innerhalb einer tolerierbaren Fehlstellung zur Windrichtung ist. Die Optimierungseinheit kann dazu ausgelegt sein, den beschriebenen Ablauf nur dann zu starten, wenn alle Bedingungen erfüllt sind.
Es ist ratsam, eine größere Anzahl von zueinander korrespondierenden Leistungsmesswerten aufzunehmen, bevor ein bestimmter Azimutwinkel als optimal angenommen wird. Durch die Vielzahl von Messwerten lassen sich die Aussagen mit größerer Sicherheit ableiten. Außerdem kann die Optimierungseinheit dazu ausgelegt sein, nur dann eine Mitteilung an die benachbarte Windenergieanlage zu machen, die dort eine Optimierung des Azimutwinkels auslöst, wenn die Abweichung der beiden Azimutwinkel größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Vorzugsweise wird der Azimutwinkel auf diese Weise iterativ für alle Anlagen der Anordnung von Windenergieanlagen optimiert.
Mit diesen Verfahren wird die Möglichkeit eröffnet, den Betrieb zueinander benachbarter Windenergieanlagen dezentral zu optimieren. Die Steuerung, das Positionsmodul, die Optimierungseinheit wirken funktional mit der eigenen Windenergieanlage zusammen. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass diese Komponenten auch räumlich zusammen angeordnet sind.
Von der Erfindung umfasst ist auch eine mit einer solchen Steuerung ausgestattete Windenergieanlage. Weiterhin umfasst ist eine Anordnung mehrerer Windenergieanlagen, die dazu ausgelegt ist, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammenzuwirken.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Steuerungsverfahren für eine Windenergieanlage oder eine Mehrzahl von Windenergieanlagen, bei dem eine Steuerung Messwerte und/oder externe Vorgaben verarbeitet, um Steuervorgaben für den Betrieb der Windenergieanlage(n) zu ermitteln. Erfindungsgemäß empfängt die Steuerung bei einem Initialisierungsvorgang, der eine Mehrzahl von Windenergieanlagen betrifft, Positionsdaten einer anderen Windenergieanlage.
Das Steuerungsverfahren kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die im Zusammenhang der erfindungsgemäßen Steuerung beschrieben sind. Die Steuerung kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens beschrieben sind.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
1: eine erfindungsgemäße Anordnung von Windenergieanlagen;
2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steuerung;
3 und 4: schematische Darstellungen gemäß 1 bei anderen Ausführungsformen der Erfindung;
5: eine erfindungsgemäße Anordnung von Windenergieanlagen;
6: die Ansicht gemäß 5 bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
7: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
8: eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
9: eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß 8;
10: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
11: eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß 10;
12: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
13: eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß 12.
14: eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerung.
In 1 ist eine Anordnung aus einer ersten Windenergieanlage 14 und einer zweiten Windenergieanlage 15 dargestellt. Die Windenergieanlagen 14, 15 umfassen jeweils einen Rotor, der über eine Rotorwelle einen Generator antreibt, um elektrische Energie zu erzeugen. Die elektrische Energie wird über Leitungen 16, 17 in ein nicht dargestelltes Übertragungsnetz eingespeist. Die Windenergieanlage 14 umfasst eine Steuerung 18, die Windenergieanlage 15 umfasst eine Steuerung 19. Die Steuerungen verarbeiten Messwert und/oder externe Vorgaben, um Steuervorgaben für den Betrieb der Windenergieanlagen 14, 15 zu machen. Gemäß den Steuervorgaben stellen die Windenergieanlagen 14, 15 beispielsweise den Anstellwinkel der Rotorblätter oder die Leistungsaufnahme des Generators ein. Über eine Datenleitung 20 können Daten zwischen den Steuerungen 18, 19 ausgetauscht werden.
Die Steuerung 19 verarbeitet gemäß der schematischen Darstellung der 2 Messwerte 21 und externe Vorgaben 22, um daraus Steuervorgaben 23 zu berechnen, die an Stellglieder der Windenergieanlage 15 geleitet werden. Die Messwerte 21 können beispielsweise die aktuellen Windverhältnisse oder den aktuellen Zustand des elektrischen Netzes betreffen. Die externen Vorgaben 22 können beispielsweise von einer Leitstelle des Übertragungsnetzes kommen und den Anteil von Blindleistung in der eingespeisten Leistung betreffen. Außerdem verarbeitet die Steuerung 19 Betriebsdaten 26, die sie von der Steuerung 18 der Windenergieanlage 14 erhält. Die Betriebsdaten können beispielsweise die aktuellen Windverhältnisse oder die aktuellen Einstellungen der Windenergieanlage 14 betreffen.
Die Steuervorgaben 23 werden in der Windenergieanlage 15 umgesetzt, aus Perspektive der Steuerung 19 ist die Windenergieanlage 15 also die „eigene” Windenergieanlage. Die Windenergieanlage 14 ist aus Perspektive der Steuerung 19 eine benachbarte Windenergieanlage.
Beim Errichten der Windenergieanlagen 14, 15 wird ein Initialisierungsvorgang durchgeführt, bei dem verschiedene Daten, insbesondere Daten über die jeweilige geographische Position, zwischen den Windenergieanlagen 14, 15 ausgetauscht werden. Die Windenergieanlage 14, 15 veröffentlichen zyklisch einen Set von Betriebsdaten mittels Broadcast. Vorzugsweise enthält dieser Broadcast bereits die geografische Position, so dass die Peer-to-Peer-Verbindungen gezielt zu den Nachbaranlagen aufgebaut werden können. Die Peer-to-Peer-Kommunikation sollte erst nach dem Austausch der Positionsdaten aufgebaut werden, um in großen Netzwerken den Traffic zu minimieren. Mit dem erstmaligen Empfang einer geographischen Position wird der Initialisierungsvorgang ausgelöst.
Alternativ kann nach dem Errichten der Windenergieanlagen 14, 15 und dem Einrichten der Datenleitung 20 das Positionsmodul 24 der Steuerung 19 eine Anfrage an die Steuerung 18 senden. Mit dieser Anfrage wird der Initialisierungsvorgang ausgelöst. Die Steuerung 18 beantwortet die Anfrage, indem sie eine Information über die geographische Position der Windenergieanlage 14 an das Positionsmodul 24 sendet. Das Positionsmodul 24 empfängt die Information über eine Eingangsschnittstelle 25. Weitere Informationen, die die Steuerung 18 zur Beantwortung der Anfrage an das Positionsmodul 24 sendet, sind Daten zur Nabenhöhe über Normalnull und zum Rotordurchmesser der Windenergieanlage 14. Im Gegenzug werden entsprechende Informationen über die Windenergieanlage 15 an die Steuerung 18 übermittelt. Die Steuerung 18 umfasst ebenfalls ein Positionsmodul, das in der vereinfachten Darstellung der 2 nicht gezeigt ist.
Entsprechende Initialisierungsvorgänge finden bei Anordnungen aus mehr als zwei Windenergieanlagen statt. In 3 sind drei Windenergieanlagen 14 zu einem Windpark zusammengeschlossen. Die von den Windenergieanlagen 14 erzeugte elektrische Energie wird über ein windparkinternes Netz zu einem Übergabepunkt 18 (Point of Common Coupling) geleitet, wo die elektrische Energie auf eine Hochspannung transformiert wird und an ein Übertragungsnetz 29 übergeben wird. Der Windpark umfasst eine Parkmaster 30, der eine zentrale Leitungsfunktion übernimmt und Vorgaben für den Betrieb der Windenergieanlagen 14 macht. Der Parkmaster 30 ist über ein windparkinternes Datennetz 31 mit den Steuerungen 18 der Windenergieanlagen 14 verbunden, sodass in beide Richtungen Daten gesendet werden können.
Nimmt man an, dass alle Windenergieanlagen 14 gleichzeitig errichtet und in Betrieb genommen werden, so wird vor der ersten Inbetriebnahme ein Initialisierungsvorgang durchgeführt. Nach dem Einrichten des windparkinternen Datennetzes 31 stellen sowohl die Steuerungen 18 als auch der Parkmaster 30 fest, dass eine Kommunikationsverbindung zu anderen Steuerungen besteht. Damit wird der Initialisierungsvorgang ausgelöst und alle Steuerungen 18 senden eine Information über ihre eigene geographische Position über das Datennetz 31 an die übrigen Steuerungen 18 sowie an den Parkmaster 30. Jede der Steuerungen 18 umfasst ein Positionsmodul 24, in dem die Informationen über die geographischen Positionen der anderen Windenergieanlagen 18 verarbeitet werden. Der Parkmaster 30 umfasst ein Positionsmodul 24, in dem die Informationen über die geographischen Positionen aller Windenergieanlagen verarbeitet werden. Der Parkmaster ist eine Steuerung für mehrere Windenergieanlagen im Sinne der Erfindung.
Alternativ kann ein Initialisierungsvorgang auch stattfinden, wenn der Windpark mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen 14 bereits in Betrieb war und nachträglich eine weitere Windenergieanlage 14 an den Windpark angeschlossen wird. Die neu hinzugekommenen Windenergieanlage 14 kann dann eine Information über ihre eigene geographische Position an alle anderen Windenergieanlagen 14 sowie an den Parkmaster 30 senden. Die anderen Windenergieanlagen 14 senden im Gegenzug eine Information über ihre geographische Position an die neu hinzugekommenen Windenergieanlage 14.
In der Ausführungsform der 4 umfasst die Anordnung aus der Mehrzahl von Windenergieanlagen 14 einen ersten Windpark 31 und einen zweiten Windpark 32. Ein zentraler Leitrechner 33, der von beiden Windparks 31, 32 entfernt angeordnet ist und über das Internet 34 mit den Windenergieanlagen 14 kommunizieren kann, übernimmt eine Leitungsfunktion für alle Windenergieanlagen 14 und macht Vorgaben für den Betrieb der Windenergieanlagen 14. Der zentrale Leitrechner 33 umfasst ein Positionsmodul 24. Kommen eine oder mehrere Windenergieanlagen neu hinzu, so tauschen jeweils die Windenergieanlagen 14 eines Windparks die Informationen über ihre geographische Position untereinander aus. Außerdem sendet die neu hinzugekommenen Windenergieanlage 14 eine Information über ihre geographische Position an den Leitrechner 33, der diese in seinem Positionsmodul 24 verarbeitet. Die Windenergieanlagen 14 des anderen Windparks bleiben von dem Initialisierungsvorgang unberührt. Der zentrale Leitrechner 33 ist eine Steuerung für mehrere Windenergieanlagen im Sinne der Erfindung.
Anhand der 5 und 7 wird nachfolgend erläutert, wie die in 2 gezeigte Steuerung 19 der Windenergieanlage 15 die von benachbarten Windenergieanlagen erhaltenen Informationen über die geographische Position verarbeitet.
Nachdem in Schritt 110 der Initialisierungsvorgang in Gang gesetzt wurde, wird in Schritt 120 die geographische Position der eigenen Windenergieanlage 15 veröffentlicht sowie die Information über die geographische Position der anderen Windenergieanlagen 13, 14 in dem Positionsmodul 24 der Steuerung 19 empfangen. In Schritt 130 erzeugt das Positionsmodul 24 ein Polarkoordinatensystem, dessen Mittelpunkt die geographische Position der eigenen Windenergieanlage 15 bildet. Die geographischen Positionen der anderen Windenergieanlagen 13, 14 werden in das Polarkoordinatensystem in Form eines Winkels und einer Entfernung eingetragen.
Das Positionsmodul 24 unterteilt das Polarkoordinatensystem in Schritt 140 in eine Mehrzahl von Sektoren, deren Anzahl parametrierbar ist, also durch eine Bedienperson vor einstellbar ist. Im Beispiel der 5 ist das Polarkoordinatensystem 35 in zwei Sektoren 36, 37 unterteilt, die sich jeweils über 180° erstrecken und zusammen das gesamte Polarkoordinatensystem 35 abdecken.
In Schritt 150 wird in jedem der Sektoren eine benachbarte Windenergieanlage 14 identifiziert. Als benachbart gilt eine Windenergieanlage 14, wenn die Richtung zu der betreffenden Windenergieanlage 14 innerhalb des Sektors liegt und die Entfernung zu der Windenergieanlage 14 geringer ist als die Entfernung zu allen anderen Windenergieanlagen 13, die innerhalb dieses Sektors liegen. Windenergieanlagen 13, die nach dieser Auswahl nicht benachbart sind, werden wieder aus dem Polarkoordinatensystem 35 gestrichen und bleiben im Weiteren unberücksichtigt. Im Beispiel der 5 hat die eigene Windenergieanlage 15 in jedem der Sektoren 35, 36 eine benachbarte Windenergieanlage 14. Die Windenergieanlage 13 ist in dem Sektor 36 nicht-benachbart und wird aus dem Polarkoordinatensystem gestrichen.
In Schritt 160 wird eine Peer-to-Peer-Verbindung zwischen der eigenen Windenergieanlage 15 und den benachbarten Windenergieanlagen 14 aufgebaut. In Schritt 170 wird im Betrieb der Windenergieanlagen 14, 15 ein laufender Austausch von Betriebsdaten zwischen der eigenen Windenergieanlage 15 und den benachbarten Windenergieanlagen 14 vorgenommen. Die Betriebsdaten umfassen meteorologische Daten (Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Turbulenz, usw.) sowie an der benachbarten Windenergieanlage 14 aufgenommenen Messwerte (Blattwinkel, Drehzahl, Drehmoment, Leistung, usw.), berechnete Werte (Turbulenzintensität, gleitende Mittelwerte usw.) und Betriebszustände (Anfahren, Drosselungen, Bremsvorgänge, usw.). Die Steuerung 19 der Windenergieanlage 15 berücksichtigt die von den benachbarten Windenergieanlagen 14 erhaltenen Betriebsdaten bei der Erstellung von Steuervorgaben für die eigene Windenergieanlage 15.
Die Steuerungen der anderen Windenergieanlagen 13, 14 arbeiten nach einem entsprechenden Verfahren, sodass zwischen allen Windenergieanlagen 13, 14, 15, die in diesem Sinne benachbart sind, eine Peer-to-Peer-Kommunikation durchgeführt wird. Dabei haben die beiden äußeren Windenergieanlagen der in 5 gezeigten Anordnung jeweils eine benachbarte Windenergieanlage, während die beiden inneren Windenergieanlagen der in 5 gezeigten Anordnung jeweils zwei benachbarte Windenergieanlagen haben.
Eine weitere Anordnung von Windenergieanlagen 13, 14, 15, bei der dieses Verfahren durchgeführt werden kann, ist in 6 gezeigt. In dieser Variante ist das Positionsmodul 24 dazu ausgelegt, dass Polarkoordinatensystem 35 in vier Sektoren 36, 37, 38, 39 zu unterteilen. Das Positionsmodul 24 bewertet in entsprechender Weise die Informationen über die geographische Position der Windenergieanlagen 13, 14, 15 aus und ermittelt, welche Windenergieanlagen in welchem Sektor benachbart sind. Die eigene Windenergieanlage 15 hat drei benachbarte Windenergieanlagen 14 in den Sektoren 36, 37, 38.
In 14 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerung 19 gezeigt, die eine Optimierungseinheit 40 und einen Steuerrechner 41 umfasst. Die Messwerte 21 und die externen Vorgaben 22 werden direkt an den Steuerrechner 41 geleitet, der daraus Steuervorgaben 23 für den Betrieb der Windenergieanlage 15 ermittelt. Die Betriebsdaten, die von der Steuerung 18 der benachbarten Windenergieanlage 14 empfangen werden, werden zunächst in der Optimierungseinheit 40 verarbeitet. Die Optimierungseinheit 40 führt die Betriebsdaten zusammen mit den in dem Positionsmodul 24 hinterlegten Daten und berechnet daraus eine Kompensationsvorgabe 42, die an den Steuerrechner 41 geleitet wird. Die Kompensationsvorgabe 42 kann beispielsweise einen bestimmten Betriebsparameter der Windenergieanlage 15 betreffen. Die Kompensationsvorgabe wird in dem Steuerrechner 41 verarbeitet, sodass die Kompensationsvorgabe Vorrang hat vor der Steuervorgabe, die der Steuerrechner 41 anhand der Messwerte 21 und der externen Vorgaben 22 berechnen würde.
Ein Beispiel für die Berechnung einer Kompensationsvorgabe wird anhand der 8 und 9 erläutert. Ein Windfeld 50 bewegt sich in Richtung des Pfeils auf eine Windenergieanlage 15 sowie eine dazu benachbarte Windenergieanlage 14 zu. Die Windenergieanlage 14 ermittelt in Schritt 210, aus welcher Richtung das Windfeld 50 auf die Windenergieanlage 14 trifft und übermittelt diese Information an die Optimierungseinheit 40 der Windenergieanlage 15. Die Optimierungseinheit 40 errechnet daraus in Schritt 220 die Strecke 51, die das Windfeld 50 bis zum Erreichen der Windenergieanlage 15 zurücklegen muss. Parallel dazu wird bei der Windenergieanlage 14 die Windgeschwindigkeit gemessen und der Messwert in Schritt 230 an die Optimierungseinheit 40 gesendet. Die Optimierungseinheit 40 berechnet daraus in Schritt 240 einen Zeitpunkt T, zu dem das Windfeld 50 voraussichtlich bei der Windenergieanlage 15 eintreffen wird. In Schritt 250 wird eine Kompensationsvorgabe 42 berechnet, gemäß der der Anstellwinkel der Rotorblätter der Windenergieanlage 15 an die erwartete Änderung der Windverhältnisse angepasst wird. Die Kompensationsvorgabe 42 wird in Schritt 260 in dem Steuerrechner 41 verarbeitet, sodass der Anstellwinkel kurz vor dem Zeitpunkt T entsprechend angepasst wird.
Insbesondere können die Abweichungen der von der Windenergieanlage 14 aufgenommenen Windmesswerte und die zugehörigen Betriebsdaten der Windenergieanlage 15 zum Zeitpunkt T durch einen adaptiven Algorithmus minimiert werden. Die so ermittelten, von der Windenergieanlage 15 zu erwartenden Windparameter inklusive ihres ersten Differenzials werden zur Vorsteuerung der Windenergieanlage 15 verwendet.
Bei der in den 10 und 11 gezeigten Ausführungsform der Erfindung stellt die Optimierungseinheit 40 der Windenergieanlage 15 anhand der Daten aus dem Positionsmodul 24 und den aktuellen Windmesswerten in Schritt 310 fest, dass die benachbarte Windenergieanlage 14 im Windschatten der Windenergieanlage 15 liegt. In Schritt 320 sendet die Optimierungseinheit 40 eine Mitteilung an die benachbarte Windenergieanlage 14, dass eine Optimierung der Gesamtleistung der beiden Windenergieanlagen 14, 15 vorgenommen werden soll. Die Windenergieanlage 14 benachrichtigt in Schritt 330 weitere in 10 nicht dargestellte Windenergieanlagen, die ihrerseits im Windschatten der Windenergieanlage 14 liegen, über die bevorstehende Optimierung.
Alle an der Optimierung Beteiligten Windenergieanlagen senden daraufhin einen aktuellen Leistungsmesswert an die Optimierungseinheit 40 der Windenergieanlage 15. Die Optimierungseinheit 40 reduziert in Schritt 340 die Leistung der eigenen Windenergieanlage 15 mit dem Ziel, die Abschattung der dahinterliegenden Windenergieanlage 14 zu vermindern. Die im Windschatten liegenden Windenergieanlagen passen in Schritt 350 ihre Leistung an die geänderten Verhältnisse an und übermitteln erneut Leistungsmesswerte an die Optimierungseinheit 40 der Windenergieanlage 15. Die Optimierungseinheit 40 ermittelt daraus in Schritt 360 einen neuen Wert der Gesamtleistung und vergleicht diesen mit dem vorherigen Wert. Hat sich die Gesamtleistung erhöht, wird die geänderte Einstellung der Windenergieanlage 15 als verbesserter Betriebszustand gespeichert. Vorzugsweise wird bei dem Verfahren die Laufzeit des Windfelds auf die zuvor beschriebene Weise berücksichtigt.
Das Verfahren wird vorzugsweise in mehreren Schritten durchgeführt. Sobald für ein aktuelles Windintervall die parametrierte Mindestanzahl von Messwerten erreicht ist, wird die Windenergieanlage 15 um einen Schritt ΔP gedrosselt und eine Vergleichsmessung für dieses Windintervall gestartet. Am Ende der Messung wird geprüft, ob für die aktuelle Windgeschwindigkeit bereits genügend Messwerte vorhanden sind. Falls ja, bleibt die Drosselung bestehen, falls nein, wird die Drosselung aufgehoben. Zeigen die Leistungskurven im Vergleich eine höhere Leistungsausbeute bei Drosselung, wird iterativ um einen weiteren Schritt gedrosselt, andernfalls wird die Drosselung aufgehoben. Zur Optimierung der Funktion können auch Verfahren analog zum MPP Tracking in der Solarenergie genutzt werden.
In der Ausführungsform der 12 und 13 stellt die Optimierungseinheit 40 in Schritt 410 fest, dass die im Netzbetrieb befindlichen Windenergieanlagen 14, 15 frei angeströmt sind. In Schritt 420 ermittelt die Optimierungseinheit 40, ob bei beiden Windenergieanlagen 14, 15 in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit der Azimutwinkel innerhalb einer tolerierbaren Fehlstellung relativ zur Windrichtung ist. In Schritt 430 erhält die Optimierungseinheit 40 einen aktuellen Leistungsmesswert von der benachbarten Windenergieanlage 14. Die Optimierungseinheit 40 führt den Leistungsmesswert zusammen mit einem korrespondierenden Leistungsmesswert der eigenen Windenergieanlage 15 und setzt beide Leistungsmesswerte ins Verhältnis zueinander. Korrespondierender Leistungsmesswert bedeutet, dass der zeitliche Abstand zwischen der Aufnahme der Leistungsmesswerte der Laufzeit des Windfelds zwischen den beiden Windenergieanlagen 14, 15 entspricht. Damit soll erreicht werden, dass die Leistungsmesswerte so weit wie möglich unter dem Einfluss desselben Windfelds aufgenommen werden.
In Schritt 440 verändert die Optimierungseinheit 40 den Azimutwinkel der Windenergieanlage 15. In Schritt 450 werden erneut zwei korrespondierende Leistungsmesswerte der Windenergieanlagen 14, 15 zusammengeführt und in ein Verhältnis zueinander gesetzt. Hat sich die Leistung der Windenergieanlage 15 im Verhältnis erhöht, so wird die veränderte Einstellung der Windenergieanlage 15 als verbesserter Betriebszustand gespeichert. Der Azimutwinkel der benachbarten Windenergieanlage 14 wird nachfolgend auf analoge Weise optimiert.
Auch dieses Verfahren wird vorzugsweise in mehreren Schritten durchgeführt. Bei der Aufnahme der Vergleichsmessungen wird vorzugsweise jeweils die Funktion F(ΔAzimut) = P(WEA15)/P(WEA14) aufgezeichnet, wobei P(WEA15) der Leistungsmesswert der Windenergieanlage 15 ist. Die Angabe ΔAzimut bezeichnet die Differenz aus dem Azimutwinkel der Windenergieanlage 15 und dem Azimutwinkel der Windenergieanlage 14. Ab einer genügenden Anzahl von Messpunkten wird der Schwerpunkt der Funktion bestimmt, dieser sei bei F(Δ1). Ist der Betrag (Δ1) größer als ein Schwellwert x° und ist F(Δ1) > 1, so leitet die Windenergieanlage 14 eine Optimierung ein. Der Azimutwinkel der Windenergieanlage 14 wird um 0,5·Δ1 in Richtung des Azimutwinkels der Windenergieanlage 15 korrigiert. Alle Partneranlagen für die Funktion werden benachrichtigt und starten ihre Messung ebenfalls neu. Die Funktion wird iterativ für alle Windenergieanlagen der Anordnung ausgeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010063396 A1 [0003]
EP 2326835 B1 [0003]
EP 2767710 A2 [0003]
WO 03/012293 A2 [0003]
WO 2004/111446 A1 [0003]

Claims

Steuerung für eine Windenergieanlage (15) oder eine Mehrzahl von Windenergieanlagen (13, 14, 15), wobei die Steuerung (19) dazu ausgelegt ist, Messwerte (21) und/oder externe Vorgaben (22) zu verarbeiten, um Steuervorgaben (23) für den Betrieb der Windenergieanlage(n) (13, 14, 15) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) ein Positionsmodul (24) mit einer Eingangsschnittstelle (25) umfasst, wobei die Eingangsschnittstelle (25) dazu ausgelegt ist, bei einem Initialisierungsvorgang, der eine Mehrzahl von Windenergieanlagen (13, 14, 15) betrifft, Positionsdaten einer anderen Windenergieanlage zu empfangen.
Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorgaben (23) der Steuerung (19) für eine einzelne Windenergieanlage (15) bestimmt sind.
Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte (21) und/oder externen Vorgaben (22) Betriebsdaten (26) einer anderen Windenergieanlage (14) umfassen.
Steuerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Positionsmodul (24) ein Polarkoordinatensystem (35) hinterlegt ist, dessen Zentrum die geographische Position der eigenen Windenergieanlage (15) ist, und dass das Positionsmodul (24) dazu ausgelegt ist, Positionsdaten anderer Windenergieanlagen (14) in das Polarkoordinatensystem (35) zu übertragen.
Steuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmodul (24) dazu ausgelegt ist, das Polarkoordinatensystem (35) in Sektoren (36, 37, 38, 39) zu unterteilen, die von der eigenen geographischen Position ausgehen und sich in radialer Richtung erstrecken.
Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Sektor (36, 37, 38, 39) maximal eine benachbarte Windenergieanlage (14) zugeordnet ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmodul (24) dazu ausgelegt ist, einen lokalen Windmesswert in Beziehung zu setzen zur geographischen Position einer benachbarten Windenergieanlage (14).
Steuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsmodul (24) dazu ausgelegt ist, die Laufzeit eines Windfelds zwischen der eigenen Windenergieanlage (15) und einer benachbarten Windenergieanlage (14) zu errechnen.
Steuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine Optimierungseinheit (40), die Betriebsdaten (26) einer benachbarten Windenergieanlage (14) verarbeitet, um Kompensationsvorgaben (42) für die Steuerung (19) zu ermitteln.
Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierungseinheit (40), die in dem Positionsmodul (24) hinterlegten Daten mit den von der benachbarten Windenergieanlage (14) erhaltenen Betriebsdaten (26) zusammenführt, um die Kompensationsvorgabe (42) zu ermitteln.
Steuerung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierungseinheit (40) dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung der Windlaufzeit einer Böe den Anstellwinkel der Rotorblätter zu verändern, bevor die Böe eintrifft.
Steuerung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierungseinheit (40) dazu ausgelegt ist, den Gesamtleistungswert der eigenen Windenergieanlage (15) und einer benachbarten Windenergieanlage (14) zu optimieren, wenn die eigene Windenergieanlage (15) im Windschatten der benachbarten Windenergieanlage (14) angeordnet ist oder umgekehrt.
Steuerung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierungseinheit (40) dazu ausgelegt ist, den Gesamtleistungswert der eigenen Windenergieanlage (15) und einer benachbarten Windenergieanlage (14) zu optimieren, wenn beide Windenergieanlagen (14, 15) frei angeströmt sind.
Steuerungsverfahren für eine Windenergieanlage (15) oder eine Mehrzahl von Windenergieanlagen (13, 14, 15), bei dem eine Steuerung (19) Messwerte (21) und/oder externe Vorgaben (22) verarbeitet, um Steuervorgaben (23) für den Betrieb der Windenergieanlage(n) (13, 14, 15) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (19) bei einem Initialisierungsvorgang, der eine Mehrzahl von Windenergieanlagen (13, 14, 15) betrifft, Positionsdaten einer anderen Windenergieanlage (14) empfängt.
Windenergieanlage mit einer Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder die nach dem Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 14 betrieben wird.