DE102017105367A1

DE102017105367A1 - Testverfahren zum Testen des Verhaltens eines Windparks auf ein Unterfrequenzereignis

Info

Publication number: DE102017105367A1
Application number: DE102017105367.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang De Boer; Kai Busker; Sönke Engelken
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2018-09-20
Also published as: CA3055462C; EP3596795A1; CA3055462A1; US20200049131A1; WO2018166923A1

Abstract

Testverfahren zum Testen eines Verhaltens eines Windparks (300) auf ein Frequenzereignis, insbesondere ein Unterfrequenzereignis, wobei der Windpark (300) mehrere Windenergieanlagen (302) aufweist, die elektrische Leistung (P) in ein elektrisches Versorgungsnetz (322) einspeisen, die Windenergieanlagen (302) jeweils einen Rotor (106) mit einem oder mehreren Rotorblättern (108) aufweisen und aus Wind Windleistung erzeugen und in das elektrische Versorgungsnetz (322) einspeisen, das elektrische Versorgungsnetz (322) eine Netzspannung mit einer Netzfrequenz (f) aufweist, die Windenergieanlagen (302) jeweils einen Frequenzmodus aufweisen, in dem bei einem Frequenzereignis in Abhängigkeit der Netzfrequenz (f) kurzzeitig die eingespeiste Leistung (P) verändert wird, in einem Parktestmodus zum Testen eines Verhaltens des Windparks (300) im Falle eines Frequenzereignisses die Windenergieanlagen (302) jeweils in ihren Frequenzmodus wechseln, die Frequenzmodi der am Test beteiligten Windenergieanlagen (302) zugleich getestet werden, um dadurch das Verhalten des Windparks (300) zu testen, wobei die Frequenzmodi zum Testen statt einer gemessenen Frequenz (f) jeweils eine ein Frequenzereignis emulierende Testfrequenzfunktion (308) verwenden und die Frequenzmodi dadurch koordiniert werden, dass die beteiligten Windenergieanlagen (302) gesteuert durch einen gemeinsamen Zeitstartbefehl zeitgleich ihren Frequenzmodus starten und für die Windenergieanlagen (302) jeweils eine gleiche Testfrequenzfunktion (f_T) vorgegeben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Testverfahren zum Testen eines Verhaltens eines Windparks auf ein Unterfrequenzereignis. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen Windpark mit mehreren Windenergieanlagen, der dazu vorbereitet ist, ein solches Testverfahren auszuführen. Weiterhin betrifft die Erfindung Windenergieanlagen eines solchen Windparks.
Es ist bekannt, mit Windenergieanlagen, die elektrische Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz einspeisen, auch Stützaufgaben zum Stützen des elektrischen Versorgungsnetzes zu übernehmen. Eine solche Stützaufgabe besteht darin, im Falle einer Unterfrequenz im elektrischen Versorgungsnetz kurzzeitig mehr Leistung in das elektrische Versorgungsnetz einzuspeisen, nämlich mehr Leistung als aktuell dem Wind entnommen werden kann. Dazu kann Rotationsenergie aus dem Rotor der jeweiligen Windenergieanlage verwendet werden. Der Rotor wird also abgebremst und die dadurch entnommene Leistung als zusätzliche Leistung in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist werden. Diese Funktionalität kann dadurch ausgelöst werden, dass die betreffende Windenergieanlage die Frequenz des elektrischen Versorgungsnetzes, also die Netzfrequenz, überwacht und dann, wenn diese unter einen vorbestimmten Wert abfällt, mit dem Erzeugen zusätzlicher Leistung aus der Rotation des Rotors beginnt.
Um eine solche Funktionalität zu testen, kann der entsprechenden Steuerung der Windenergieanlage statt der tatsächlich gemessenen Netzfrequenz einen virtuelle Frequenz vorgegeben werden. Es wird also beispielsweise ein Frequenzverlauf über einen kurzen Zeitraum künstlich vorgegeben und in die Steuerung als tatsächliche Netzfrequenz eingegeben. Die Steuerung reagiert dann auf diesen virtuellen Frequenzverlauf so, als sei dies der tatsächliche Frequenzverlauf der Netzfrequenz, jedenfalls hinsichtlich einer Leistungsvorgabe. Abhängig von diesem virtuellen Frequenzverlauf erzeugt die Windenergieanlage dann also zusätzliche Leistung aus der Rotationsenergie der Windenergieanlage und speist diese in das elektrische Versorgungsnetz ein. Es kann dann besonders auch in Kenntnis dieses virtuellen Frequenzverlaufs die Änderung der eingespeisten elektrischen Leistung überprüft werden und es kann dabei auch dokumentiert werden, wie sich die Windenergieanlage tatsächlich auf ein solches Unterfrequenzereignis verhält.
Im Falle eines Windparks erfolgt die beschriebene Stützung im Unterfrequenzfall einfach dadurch, dass jede Windenergieanlage des Windparks eigenständig auf das Unterfrequenzereignis reagiert und eigenständig seine Leistung kurzzeitig erhöht. Dazu überwacht jede Windenergieanlage eigenständig die Frequenz und führt die oben beschriebene Stützung durch. Der Windpark führt dadurch dann insgesamt eine Stützung durch die Summe aller Leistungserhöhungen der Windenergieanlagen des Windparks durch.
Um ein solches Verhalten des Windparks zu testen, müsste auch hier ein virtueller Frequenzverlauf vorgegeben werden. Die tatsächliche Netzfrequenz soll oder kann aber nicht künstlich in diesen Unterfrequenzfall versetzt werden.
Um die genannte Funktionalität des Windparks zu testen, muss also die entsprechende Funktionalität jeder einzelnen Windenergieanlage getestet werden. Ein realitätsnahes Ergebnis ist aber nur zu erwarten, wenn alle Windenergieanlagen zeitgleich auf dasselbe Unterfrequenzereignis reagieren, wenn also auch synchron dieselbe Frequenz zugrunde liegt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eines der oben genannten Probleme zu adressieren, insbesondere soll ein Testverfahren für ein Frequenzereignis, insbesondere ein Unterfrequenzereignis für einen Windpark vorgeschlagen werden, das auch möglichst realitätsnahe Ergebnisse liefert. Zumindest soll eine zu bekannten Lösungen alternative Lösung vorgeschlagen werden.
Erfindungsgemäß wird ein Testverfahren gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Dieses Testverfahren ist also dazu vorgesehen, ein Verhalten eines Windparks auf ein Frequenzereignis zu testen. Ein Frequenzereignis ist dabei eine Situation im elektrischen Versorgungsnetz, bei der die Netzfrequenz einen normalen Bereich verlässt, besonders zu stark abfällt oder zu stark ansteigt. Dabei können absolute Werte, aber auch relative Werte überschritten werden. Ein besonders wichtiger Fall ist ein Unterfrequenzereignis zu testen, bei dem die Netzfrequenz zu stark abfällt. Ein solcher Windpark weist mehrere Windenergieanlagen auf, die elektrische Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz einspeisen. Meist speist ein Windpark über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt in das elektrische Versorgungsnetz ein. Es kommt aber auch in Betracht, dass ein entsprechend großer Windpark mehrere kleinere Windparks aufweist, die gemeinsam über eine übergeordnete zentrale Parksteuerung gesteuert werden und dabei über unterschiedliche Netzanschlusspunkte in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen. Auch ein solcher großer Windpark kann hier als Windpark verstanden werden und mit dem vorgeschlagenen Testverfahren getestet werden.
Jede Windenergieanlage weist einen Rotor mit einem oder mehreren Rotorblättern auf, meist nämlich einen Rotor mit drei Rotorblättern, mit denen aus Wind Windleistung erzeugt und in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist wird. Die Windleistung bezeichnet hierbei somit diejenige Leistung, die aktuell aus dem vorherrschenden Wind entnommen und in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist werden kann.
Zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung können hier Verluste vernachlässigt werden.
Das elektrische Versorgungsnetz weist eine Netzspannung mit einer Netzfrequenz auf, wie das auch allgemein üblich ist. Die Netzfrequenz bezeichnet also diejenige Frequenz, die die Netzspannung jeweils aktuell aufweist. Im Idealfall entspricht die Netzfrequenz einer Netznennfrequenz, z.B. 50 Hz im europäischen Verbundnetz oder 60 Hz im USamerikanischen Netz, kann davon aber auch abweichen. Ein Unterfrequenzereignis ist eines, bei dem die Netzfrequenz signifikant unter die Netznennfrequenz abfällt. Das kann beispielsweise schon bei 0,3 Prozent der Netzfrequenz unterhalb der Netznennfrequenz der Fall sein.
Die Windenergieanlagen des Windparks weisen jeweils einen Frequenzmodus auf, der im Unterfrequenzfall als Unterfrequenzmodus bezeichnet wird. Dieser Frequenzmodus beschreibt einen Modus, in dem bei einem Frequenzereignis in Abhängigkeit der Netzfrequenz kurzzeitig die eingespeiste Leistung verändert wird. Es wird in diesem Moment des Frequenzereignisses, das meist nicht lange anhält, eine andere Leistung als die Windleistung eingespeist, also eine andere Leistung als in dem Moment aus dem Wind entnommen werden kann. Das kann mehr, aber auch weniger Leistung sein.
Ein möglicher Frequenzmodus kann vorsehen, dass bei einer Überfrequenz der Windpark in das elektrische Versorgungsnetz eingespeiste Leistung reduziert, zumindest kurzzeitig. Eine solche Reduzierung wird durch die Windenergieanlagen vorgenommen und für die gesamte Parkfunktionalität kann zum Test das vorgeschlagene Testverfahren verwendet werden.
Für den speziellen Fall des Unterfrequenzmodus beschreibt dieser einen Modus, der bei einem Unterfrequenzereignis in Abhängigkeit der Netzfrequenz kurzzeitig zur Windleistung zusätzliche elektrische Leistung aus Rotationsenergie des Rotors in das elektrische Versorgungsnetz einspeist. In diesem Unterfrequenzmodus wird also ein Unterfrequenzereignis erfasst, oder das Unterfrequenzereignis löst diesen Unterfrequenzmodus aus. Dann wird Leistung aus Rotationsenergie des Rotors entnommen, der Rotor wird also abgebremst, und diese Leistung wird zusätzlich zu der Windleistung in das elektrische Versorgungsnetz einspeist. Es wird hier also mehr Leistung eingespeist, als in dem Moment aus dem Wind in einem normalen Betriebsmodus entnommen und in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist werden könnte.
Grundsätzlich weist jede der Windenergieanlagen des Windparks eine solche Funktionalität auf, hat also einen Frequenzmodus, besonders einen Unterfrequenzmodus, in den sie gegebenenfalls wechseln kann. Besonders bei Mischparks, die unterschiedliche Windenergieanlagen aufweisen, kann es grundsätzlich aber auch vorkommen, dass nicht alle Windenergieanlagen diese Funktionalität aufweisen. In diesem Fall betrifft jegliche Beschreibung der Windenergieanlagen des Windparks hier nur diejenigen Windenergieanlagen, die einen solchen Frequenzmodus bzw. Unterfrequenzmodus aufweisen und sich an einer entsprechenden Netzstützung beteiligen. Entsprechend betrifft die Beschreibung zum Test eines solchen Frequenzmodus bzw. Unterfrequenzmodus auf Parkebene auch nur die Windenergieanlagen, die sich an diesem Test beteiligen. Diese Windenergieanlagen können nachfolgend auch als am Test beteiligte Windenergieanlagen oder einfach als beteiligte Windenergieanlagen genannt werden.
Es wird nun ein Parktestmodus vorgeschlagen, der dazu vorgesehen ist, ein Verhalten des Windparks im Falle eines Frequenzereignisses, besonders eines Unterfrequenzereignisses, zu testen. In diesem Parktestmodus wechseln die Windenergieanlagen jeweils in ihren Frequenzmodus bzw. Unterfrequenzmodus. Dazu wird nun weiter vorgeschlagen, dass die Frequenzmodi bzw. Unterfrequenzmodi der am Test beteiligten Windenergieanlagen zugleich getestet werden, um dadurch das Verhalten des Windparks zu testen. Dieses zeitgleiche Testen ist somit Teil des Parktestmodus.
Für diesen Test wird statt einer gemessenen Frequenz jeweils, also für jede der beteiligten Windenergieanlagen, eine ein Frequenzereignis bzw. ein Unterfrequenzereignis emulierende Testfrequenzfunktion verwendet. Die beteiligten Windenergieanlagen werden in dem Fall also nicht mehr bzw. nicht mehr vollständig durch die gemessene Netzfrequenz gesteuert, sondern durch das emulierte Frequenzereignis bzw. Unterfrequenzereignis der Testfrequenzfunktion.
Es wird nun vorgeschlagen, dass die Frequenzmodi bzw. Unterfrequenzmodi aller beteiligten Windenergieanlagen dadurch koordiniert werden, dass die beteiligten Windenergieanlagen gesteuert durch einen gemeinsamen Zeitstartbefehl zeitgleich ihren Frequenzmodus starten, insbesondere dass sie zeitgleich ein gemeinsames Startsignal erhalten. Außerdem wird für die Windenergieanlagen jeweils eine gleiche Testfrequenzfunktion vorgegeben. Jede Windenergieanlage verwendet dann also dieselbe Testfrequenzfunktion und es wird sichergestellt, dass alle beteiligten Windenergieanlagen synchron starten. Die beteiligten Windenergieanlagen erhalten also einen gemeinsamen Zeitstartbefehl, um dadurch zeitgleich zu starten. Dazu können sie als Zeitstartbefehl einen synchron übertragenden Auslösebefehl erhalten. Der Auslösebefehl wird also synchron übertragen und alle beteiligten Windenergieanlagen erhalten diesen zur selben Zeit und starten dann sofort mit dem Test. Es kann natürlich auch vorgesehen sein, dass alle erst nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit, die für alle gleich ist, zeitgleich starten. Alternativ kommt auch in Betracht, dass der Zeitstartbefehl eine präzise Startzeit enthält und alle beteiligten Windenergieanlagen über eine präzise Uhr verfügen oder anderweitig die aktuelle Zeit präzise kennen. Dafür kommt beispielsweise in Betracht, dass sie ein externes Zeitsignal, z.B. als Teil eines GPS-Signals, erhalten und dadurch zeitlich sehr präzise synchronisiert sind.
Es wird also erreicht, dass für jede Windenergieanlage dieselbe Testfrequenzfunktion verwendet wird. Jede Windenergieanlage geht also von derselben Testfrequenzfunktion aus und es muss nur sichergestellt werden, dass alle beteiligten Windenergieanlagen auch synchron diese Testfrequenzfunktion durchlaufen. Dazu reicht es aus, dass alle Windenergieanlagen von derselben Testfrequenzfunktion ausgehen und ein zeitsynchrones Startsignal vorliegt. Es ist somit allenfalls die Übertragung eines zeitsynchronen Startsignals zeitkritisch, oder es wird eine andere präzise Synchronisation der Windenergieanlagen eingesetzt. Die Testfrequenzfunktion kann vorher übertragen worden sein oder beispielsweise bereits vorher in der Windenergieanlage hinterlegt worden sein.
Vorzugsweise wird somit auch vorgeschlagen, dass die Testfrequenzfunktion in jeder Windenergieanlage hinterlegt ist. Dann kann der gemeinsame Test und damit der Parktestmodus auf einfache Art und Weise dadurch durchgeführt werden, dass nur ein gemeinsames Startsignal zeitgleich an alle beteiligten Windenergieanlagen übertragen zu werden braucht.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass in jeder beteiligten Windenergieanlage mehrere unterschiedliche Testfrequenzfunktionen hinterlegt sind. Dabei sind in den beteiligten Windenergieanlagen jeweils dieselben Testfrequenzfunktionen hinterlegt. Die Testfrequenzfunktionen, die in einer Windenergieanlage hinterlegt sind, sind somit auch jeweils in den übrigen beteiligten Windenergieanlagen hinterlegt.
Im Parktestmodus wird dann vorgeschlagen, aus den mehreren unterschiedlichen Testfrequenzfunktionen eine Testfrequenzfunktion auszuwählen. Dabei wird in jeder beteiligten Windenergieanlage die gleiche Testfrequenzfunktion ausgewählt, so dass alle beteiligten Windenergieanlagen für den Test dieselbe Frequenzfunktion bilden.
Damit kann auf einfache Art und Weise und besonders ohne einen Bedarf an großer Übertragungsbandbreite nicht nur ein Parktestmodus ausgelöst werden, sondern auch unterschiedliche Frequenzverläufe getestet werden.
Vorzugsweise wird im Parktestmodus zum Starten des Tests an jede beteiligte Windenergieanlage ein Auswahlsignal übertragen zum Auswählen einer Testfrequenzfunktion, wobei jede Windenergieanlage dasselbe Auswahlsignal erhält, um dieselbe Testfrequenzfunktion auszuwählen. Alternativ können auch unterschiedliche Auswahlsignale verwendet werden, solange sie aber dazu führen, dass an jeder beteiligten Windenergieanlage dieselbe Testfrequenzfunktion ausgewählt wird.
Außerdem wird synchron ein Auslösebefehl übertragen, um den Unterfrequenzmodus jeder beteiligten Windenergieanlage auszulösen. Vorzugsweise wird das Auswahlsignal und der Auslösebefehl in dem Startsignal zusammengefasst. In jedem Fall brauchen nur diese beiden Werte synchron an alle Windenergieanlagen übertragen zu werden, damit diese gemeinsam dieselbe Testfrequenzfunktion zum Testen ihres Frequenzmodus bzw. Unterfrequenzmodus durchlaufen. Alternativ braucht das Auswahlsignal nicht synchron übertragen zu werden, sondern kann auch vorher übertragen werden, um vorher die Auswahl der entsprechenden Testfrequenzfunktion zu erreichen. Da aber sowohl das Auswahlsignal als auch der Auslösebefehl nur wenige Bits an Datenumfang benötigen, können ohne Weiteres beide Signale, also das Auswahlsignal und der Auslösebefehl, zusammen synchron an alle beteiligten Windenergieanlagen übertragen werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass jede Testfrequenzfunktion einen Frequenzverlauf über eine vorbestimmbare Verlaufsdauer angibt. Beispielsweise wird zum Testen eines Unterfrequenzereignisses für eine Verlaufsdauer von 10 Sekunden ein Frequenzverlauf angegeben, der in der ersten Sekunde von Nennfrequenz auf einen unteren Frequenzwert von beispielsweise 99 Prozent der Nennfrequenz abfällt und von dort kontinuierlich bis zum Endwert der Verlaufsdauer von 10 Sekunden auf die Netzfrequenz wieder ansteigt. Das ist nur als vereinfachtes Beispiel zur Erläuterung zu verstehen.
Weiterhin wird für diese Ausführungsform vorgeschlagen, dass jede Windenergieanlage in ihrem Unterfrequenzmodus eine Leistungserhöhung in Abhängigkeit einer Frequenz erzeugt, wobei zum Testen des Unterfrequenzmodus statt einer gemessenen Frequenz der genannte Frequenzverlauf der Testfrequenzfunktion verwendet wird. In dem genannten Beispiel bedeutet das, dass für die vorbestimmte Verlaufsdauer von 10 Sekunden dieser Frequenzverlauf zugrundegelegt wird statt der gemessenen Netzfrequenz.
Optional wird vorgeschlagen, dass die Verlaufsdauer einstellbar ist, um dadurch die Testfrequenzfunktion bzw. ihren Frequenzverlauf zu strecken oder zu stauchen. Bezogen auf das genannte vereinfachte Beispiel könnte die Verlaufsdauer von 10 Sekunden auf 20 Sekunden verändert werden. Der exemplarisch genannte Frequenzverlauf würde dann also in den ersten zwei Sekunden von der Nennfrequenz auf den kleinsten Frequenzwert von 99 Prozent der Nennfrequenz abfallen und dann über die verbleibenden 18 Sekunden bis zum Wert von 20 Sekunden auf Nennfrequenz wieder ansteigen. Der grundsätzliche Frequenzverlauf, also besonders die Charakteristik des gewählten Frequenzverlaufs bleibt somit gleich, wird aber von den 10 Sekunden auf die 20 Sekunden gestreckt. Ebenso können andere Zeiten gewählt werden, wie auch eine kleinere Verlaufsdauer, um dadurch den Frequenzverlauf zu stauchen.
Gemäß einer Ausführungsform wird dafür vorgeschlagen, dass die Verlaufsdauer T_V in mehrere gleiche Abtastzeitschritte aufgeteilt ist, mit einer Schrittdauer T_K, die die Dauer jedes Abtastzeitschrittes bezeichnet, und einer Schrittanzahl k, die die Anzahl der Abtastzeitschritte der Verlaufsdauer T_V angibt, so dass die Verlaufsdauer T_V durch Einstellen der Schrittdauer T_K eingestellt werden kann. Besonders gilt die Formel T_V = k*T_K, und die Testfrequenzfunktion bzw. der Frequenzverlauf weist für jeden Abtastzeitschritt einen Frequenzwert auf. Diese Frequenzwerte weisen somit die Schrittdauer als zeitlichen Abstand zueinander auf. In der konkreten Umsetzung kann somit für jeden Abtastzeitschritt ein Frequenzwert hinterlegt sein und diese Frequenzwerte werden im zeitlichen Abstand der Schrittdauer nach und nach abgerufen.
Zum zeitlichen Strecken oder Stauchen der Frequenzkurve wird nun die Schrittdauer vergrößert bzw. verkleinert. Die Frequenzwerte werden dann entsprechend seltener oder häufiger abgerufen, wobei ihre Anzahl, nämlich die Schrittanzahl, gleich bleibt. Die Frequenzkurve wird dann mit denselben Frequenzwerten, aber in einer längeren bzw. kürzeren Zeit aufgebaut.
Die Streckung bzw. Stauchung des Frequenzverlaufs kann dadurch indirekt durch einen vorgegebenen Zeitschritt, also durch Vorgabe der Schrittdauer, erzielt werden. Der in der Windenergieanlage hinterlegte Frequenzverlauf ist hierfür zeitlich diskret aufgelöst und besteht beispielsweise aus 100 Werten für eine voreingestellte Verlaufsdauer von 10 Sekunden. Diese 100 Werte können jedoch mit unterschiedlichen Zeitschritten abgefragt werden, wobei vorzugsweise zwischen zwei Abfragezeitpunkten der angenommene Frequenzwert konstant gehalten wird. Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Schrittdauer des Abtastzeitschrittes für die Abfragezeitpunkte auf einen Wert von etwa 100ms voreingestellt ist und/oder in einem Bereich von 10ms bis 1000ms eingestellt bzw. variiert werden kann, insbesondere in 10ms-Schritten.
Grundsätzlich wird vorgeschlagen, dass in dem Parktestmodus die Verlaufsdauer jeder teilnehmenden Windenergieanlage auf einen gleichen Wert eingestellt wird, so dass trotz Veränderung der Verlaufsdauer alle Windenergieanlagen aber dieselbe Veränderung vornehmen und damit im Ergebnis wieder dieselbe Testfrequenzfunktion, also denselben Frequenzverlauf zugrunde legen. Vorzugsweise wird eine Information zum Verändern oder Einstellen der Verlaufsdauer mit dem Startsignal übertragen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass ein Amplitudenfaktor vorgegeben wird, um die Amplitude der Testfrequenzfunktion bzw. um die Amplitude des Frequenzverlaufs einzustellen, um die Testfrequenzfunktion bzw. ihren Frequenzverlauf in der Amplitude einzustellen. Auch dadurch kann auf einfache Art und Weise und mit nur wenig Datenaufwand eine hinterlegte Testfrequenzfunktion variiert werden.
Dazu sollte in dem Parktestmodus der Amplitudenfaktor in jeder teilnehmenden Windenergieanlage auf einen gleichen Wert eingestellt werden. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, auch diesen Amplitudenfaktor durch das Startsignal einzustellen. Es kann somit auf einfache Art und Weise auch eine Variation in der Amplitude der emulierten Frequenz vorgenommen werden. Vorzugsweise wird die Veränderung bzw. Einstellung der Verlaufsdauer mit der Veränderung bzw. Einstellung des Amplitudenfaktors kombiniert.
Besonders bevorzugt wird in dem Startsignal oder anderweitig für den Parktestmodus an jede Windenergieanlage ein Auswahlsignal übertragen, das eine Testfrequenzfunktion auswählt, außerdem eine Verlaufsdauer oder ein Verstellfaktor zum Verstellen der Verlaufsdauer übertragen, um die Testfrequenzfunktion bzw. ihren Frequenzverlauf hinsichtlich ihrer zeitlichen Ausdehnung einzustellen, also gegebenenfalls zu strecken oder zu stauchen, und es wird der Amplitudenfaktor übertragen, um dadurch auch die Amplitude der Testfrequenzfunktion bzw. ihres Frequenzverlaufs einzustellen. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein Frequenzverlauf ausgewählt und außerdem noch in seinem zeitlichen Horizont und seiner Amplitude eingestellt werden. Schließlich wird noch an alle beteiligten Windenergieanlagen synchron der Auslösebefehl übertragen und alle beteiligten Windenergieanlagen führen dann synchron einen Frequenz bzw. Unterfrequenzmodus durch.
Auch für diese vier Werte braucht insgesamt nur ein kleiner Datensatz übertragen zu werden und im Übrigen ist hier nur eine einmalige Übertragung und keine dauerhafte Übertragung notwendig. Gegebenenfalls können die Daten bis auf den Auslösebefehl schon vorher übertragen werden, so dass dann nur noch der Auslösebefehl synchron an alle beteiligten Windenergieanlagen übertragen zu werden bräuchte.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Windenergieanlage bei einem Unterfrequenzereignis zusätzliche elektrische Leistung aus Rotationsenergie des Rotors in das elektrische Versorgungsnetz einspeist, wenn die Netzfrequenz einen vorbestimmten Frequenzwert unterschreitet. Dazu wird weiter vorgeschlagen, dass die zusätzliche elektrische Leistung aus Rotationsenergie des Rotors in Abhängigkeit des weiteren Verlaufs der Netzfrequenz gesteuert wird. Dabei ist für die Steuerung der zusätzlichen Leistung aus Rotationsenergie des Rotors in Abhängigkeit des weiteren Verlaufs der Netzfrequenz eine Steuervorschrift in der Windenergieanlage hinterlegt. Diese Steuervorschrift gibt an, in welcher Höhe die zusätzliche elektrische Leistung in Abhängigkeit der erfassten Frequenz eingespeist werden soll. Dazu werden auch gegebenenfalls weitere Informationen berücksichtigt, insbesondere die Drehzahl des Rotors der Windenergieanlage und/oder eine Zeitdauer seit Beginn des Unterfrequenzereignisses und/oder ob innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums vor dem aktuellen Unterfrequenzereignis bereits ein Unterfrequenzereignis vorgelegen hat und die Windenergieanlage bereits im Unterfrequenzmodus betrieben wurde.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass der Unterfrequenzmodus von der Windenergieanlage jeweils selbstständig ausgelöst wird, sobald die Netzfrequenz den vorbestimmten Frequenzwert unterschreitet. Insoweit wird also nur die Frequenz betrachtet und allein das Verhalten der Frequenz löst den Unterfrequenzmodus aus. Anstelle des Unterschreitens eines vorbestimmten Frequenzwertes kommt auch das Unterschreiten eines vorbestimmten Frequenzgradienten in Betracht, wenn also die Frequenz besonders stark abfällt. Grundsätzlich sind beide Kriterien auch kombinierbar, indem beispielsweise eine Auslösung erst stattfindet, wenn ein vorbestimmter Frequenzwert unterschritten ist und außerdem ein vorbestimmter Frequenzgradient unterschritten wurde.
Zum Testen des Unterfrequenzmodus gibt die Testfrequenzfunktion in der Windenergieanlage den Frequenzverlauf als Netzfrequenz vor und der Test startet dann, wenn dieser Frequenzverlauf den vorbestimmten Frequenzwert unterschreitet, um dadurch den Unterfrequenzmodus zum Testen auszulösen. Entsprechend kann natürlich auch hier der vorbestimmte Frequenzgradient zum Auslösen berücksichtigt werden.
Es wird also der Frequenzverlauf statt der gemessenen Frequenz vorgegeben, was als solches noch nicht zum Auslösen des Unterfrequenzmodus führen muss. Regelmäßig wird der Frequenzverlauf der Testfrequenzfunktion aber so gewählt, dass er alsbald den vorbestimmten Frequenzwert unterschreitet, um dadurch den Unterfrequenzmodus auszulösen.
Vorzugsweise wird eine zentrale Parksteuerung zum Steuern des Windparks vorgesehen. Diese zentrale Parksteuerung überträgt das Startsignal synchron an alle beteiligten Windenergieanlagen, um dadurch den Parktestmodus auszulösen. In dem Parktestmodus wird dann also ein vorbestimmter Frequenzverlauf verwendet und anstelle der gemessenen Netzfrequenz betrachtet und diese Betrachtung wird durch den Auslösebefehl synchron für alle Windenergieanlagen gleich gestartet. Alle Windenergieanlagen durchlaufen dann also auch synchron den jeweiligen Frequenzverlauf. Unterschreitet dieser Frequenzverlauf den vorbestimmten Frequenzwert beispielsweise nach einer Sekunde, so wird dann bei allen Windenergieanlagen synchron dadurch jeweils der Unterfrequenzmodus gestartet und auch bei jeder Windenergieanlage im Wesentlichen synchron durchlaufen, bzw. ob das so erfolgt, wird dadurch getestet. Genauso könnte natürlich auch hierbei synchron für alle das Unterschreien des vorbestimmten Frequenzgradienten zur synchronen Auslösung führen.
Erfindungsgemäß wird auch ein Testverfahren zum Testen eines Windparks auf ein Frequenzereignis, insbesondere auf Unterfrequenzereignis, vorgeschlagen, wobei in einem Parktestmodus zum Testen eines Verhaltens des Windparks im Falle eines Frequenzereignisses bzw. Unterfrequenzereignisses die Windenergieanlagen jeweils in ihren Frequenzmodus bzw. Unterfrequenzmodus wechseln, wobei die Frequenzmodi bzw. Unterfrequenzmodi der Windenergieanlagen aber dadurch koordiniert werden, dass an alle beteiligten Windenergieanlagen Testfrequenzwerte eines Testfrequenzverlaufs übertragen werden. Vorzugsweise erfolgt dies in Echtzeit, um dadurch für alle beteiligten Windenergieanlagen denselben Netzfrequenzverlauf zu emulieren.
Es können hiermit dieselben Frequenzmodi bzw. Unterfrequenzmodi getestet werden, die vorstehend schon beschrieben wurden, wobei hier zum Testen des Windparks die Windenergieanlagen auf eine andere Art und Weise koordiniert werden. Gemäß diesem Vorschlag erfolgt ein synchrones Testen aller beteiligten Windenergieanlagen dadurch, dass diese besonders von einer Zentralsteuereinheit ständig zu testende Frequenzwerte übertragen bekommen. Dazu ist besonders darauf zu achten, dass diese Testfrequenzwerte die Windenergieanlagen immer synchron erreichen. Vorzugsweise erfolgt dies in Echtzeit, es kommt aber in Betracht, dass dies nicht in Echtzeit erfolgt, solange aber immer jeweils dieselben Testfrequenzwerte zum gleichen Zeitpunkt an den einzelnen Windenergieanlagen ankommen.
Es wurde somit erkannt, dass durch Beachtung dieser Synchronität und dabei gegebenenfalls Beachtung unterschiedlicher Laufzeiten auch möglich ist, dass Testfrequenzwerte synchron an den jeweiligen Windenergieanlagen vorliegen, um dadurch synchron die Unterfrequenzmodi zum Testen des gesamten Windparks zu verwenden.
Es wurde auch erkannt, dass ein hierbei möglicherweise hoher Aufwand zur Datenübertragung gerechtfertigt sein kann, um in der Vorgabe der jeweiligen Frequenzverläufe zum Testen der Unterfrequenzmodi flexibel zu sein und von einer zentralen Stelle, besonders der Zentralsteuereinheit des Windparks flexibel Frequenzverläufe zum Testen vorgeben zu können.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass in jede beteiligte Windenergieanlage die Testfrequenzwerte interpoliert werden, um dadurch einen zusammenhängenden Frequenzverlauf der zu emulierenden Netzfrequenz zu erhalten. Dadurch braucht nicht zu jedem Messzeitpunkt, zu dem bisher die Netzfrequenz aufgenommen und berücksichtigt wurde, ein Testfrequenzwert an alle Windenergieanlagen übertragen zu werden. Es kann somit ausreichen, mit einer deutlich geringeren Datenrate Testfrequenzwerte zu übertragen und die Werte dazwischen durch Interpolation zu erhalten. Besonders das Problem, dass eine Echtzeitübertragung eines Testfrequenzwertes zu jedem Abtastzeitpunkt der Steuerung, die den Unterfrequenzmodus steuert, eine sehr hohe Datenrate erforderlich machen würde und gegebenenfalls recht kostspielig wäre, könnte dadurch adressiert werden.
Vorzugsweise wird der Testfrequenzverlauf von einer zentralen Parksteuereinheit an die Windenergieanlagen übertragen und außerdem oder alternativ wird der Testfrequenzverlauf von der zentralen Parksteuereinheit vorgegeben, um den Testfrequenzverlauf an zu testende Verläufe der Netzfrequenz anzupassen. Hierdurch ist es möglich, auch diesen Test zentral von einer zentralen Parksteuereinheit zu kontrollieren. Es wird hierdurch sogar möglich, auch die sich einstellenden Verhalten, also besonders die sich einstellenden Leistungswerte, zu berücksichtigen und gegebenenfalls den Frequenzverlauf anzupassen. Hierdurch könnte gegebenenfalls eine Reaktion des elektrischen Versorgungsnetzes auf ein solches Unterfrequenzverhalten des Parks mit emuliert werden.
Eine weitere Ausführungsform schlägt vor, dass der Testfrequenzverlauf abhängig von einem resultierenden Verhalten der Windenergieanlage angepasst wird. Das wird insbesondere auch während des Testparkmodus vorgeschlagen. Es kann also hier auf das Verhalten der Windenergieanlage und damit auf das Verhalten des Windparks insgesamt reagiert werden. Der Test des Unterfrequenzereignisses kann somit noch realitätsnäher angepasst werden.
Vorzugsweise erfolgt diese Anpassung abhängig einer Summe aller zusätzlichen aus Rotationsenergie des Rotors in das elektrische Versorgungsnetz eingespeisten elektrischen Leistungen. Es wird also betrachtet, wie viel Leistung insgesamt in dem Windpark in diesem Parktestmodus zusätzlich erzeugt und eingespeist wurde. Je nach angeschlossenem elektrischen Versorgungsnetz, besonders je nach Eigenschaften eines gemeinsamen Netzanschlusspunktes, kann dann der emulierte Frequenzverlauf angepasst werden. Eine solche Eigenschaft des gemeinsamen Netzanschlusspunktes kann beispielsweise ein Kurzschlussstromverhältnis am Netzanschlusspunkt oder eine Trägheitskonstante einer Menge von direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelten Synchrongeneratoren sein, besonders in einem vorbestimmten Abschnitt des elektrischen Versorgungsnetzes.
Erfindungsgemäß wird auch ein Windpark vorgeschlagen, in dem ein Testverfahren gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform implementiert ist.
Erfindungsgemäß wird auch eine Windenergieanlage vorgeschlagen, die einen Rotor mit einem oder mehreren Rotorblättern aufweist, um aus Wind Windleistung zu erzeugen und in ein elektrisches Versorgungsnetz einzuspeisen. Diese Windenergieanlage weist einen Frequenzmodus, insbesondere einen Unterfrequenzmodus, auf, der bei einem Frequenzereignis bzw. einem Unterfrequenzereignis in Abhängigkeit der Netzfrequenz die eingespeiste Leistung ändert, insbesondere kurzzeitig zur Windleistung zusätzliche elektrische Leistung aus Rotationsenergie des Rotors gewinnt und in das elektrische Versorgungsnetz einspeist.
Die Windenergieanlage ist somit dazu vorbereitet, auf ein Startsignal eine vorbestimmte Testfrequenzfunktion als emulierte Netzfrequenz zu verwenden, um dadurch den Unterfrequenzmodus zu testen. Damit kann sie zusammen mit anderen Windenergieanlagen zeitgleich den Unterfrequenzmodus starten und durchlaufen, und zwar auch mit derselben Testfrequenzfunktion, wenn die übrigen Anlagen ebenfalls dasselbe bzw. zeitgleich ein Startsignal erhalten und dieselbe Testfrequenzfunktion verwenden. Das Startsignal kann dabei als solches empfangen werden und bei Empfang unmittelbar oder nach einer vorbestimmten Wartezeit die Verwendung der Testfrequenzfunktion starten. Das Startsignal kann auch abhängig eines Zeitstartbefehls, der eine Startzeit vorgibt, erzeugt oder getriggert werden, insbesondere wird der Zeitstartbefehl oder das Startsignal von der Windenergieanlage von einer Zentralsteuereinheit eines Windparks empfangen. Entsprechend wird vorgeschlagen, dass die Windenergieanlage in einem Windpark aufgebaut ist oder aufgebaut wird.
Alternativ ist die Windenergieanlage dazu vorbereitet, Testfrequenzwerte eines Testfrequenzverlaufs zu empfangen, um darauf basierend einen Netzfrequenzverlaufs zu emulieren. Gemäß dieser Alternative empfängt die Windenergieanlage also unmittelbar den vorgesehenen Testfrequenzverlauf oder zumindest Stützstellen davon, und legt diesen dann als emulierten Netzfrequenzverlauf zugrunde. Auch dadurch können mehrere Windenergieanlagen zeitgleich einen Frequenzmodus bzw. Unterfrequenzmodus durchlaufen, nämlich basierend auf demselben Testfrequenzverlauf, wenn dieser auch an andere Windenergieanlagen synchron übertragen wird.
Vorzugsweise ist eine solche Windenergieanlage dazu vorbereitet, in einem vorstehend beschriebenen Windpark aufgestellt oder betrieben zu werden; insbesondere zur Durchführung eines Testverfahrens gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform zum Testen eines Verhaltens eines Windparks. Insbesondere verhält sie sich dort wie eine der mehreren Windenergieanlagen, die für ein solches Testverfahren eingesetzt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung exemplarisch anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine Windenergieanlage in einer perspektivischen Darstellung schematisch.
2 zeigt einen Windpark in einer schematischen Darstellung.
3 zeigt einen Windpark, wobei zu einer der Windenergieanlagen eine schematische Struktur zur Verdeutlichung der Arbeitsweise eines Unterfrequenzmodus in einem Testverfahren gezeigt ist.
4 zeigt einen Frequenzverlauf einer Testfrequenzfunktion und veranschaulicht die Veränderung einer Verlaufsdauer.
5 zeigt schematisch einen Frequenzverlauf einer Testfrequenzfunktion und veranschaulicht die Veränderung eines Amplitudenfaktors.

1 zeigt eine Windenergieanlage 100 mit einem Turm 102 und einer Gondel 104. An der Gondel 104 ist ein Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 110 angeordnet. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator in der Gondel 104 an.
2 zeigt einen Windpark 112 mit beispielhaft drei Windenergieanlagen 100, die gleich oder verschieden sein können. Die drei Windenergieanlagen 100 stehen somit repräsentativ für im Grunde eine beliebige Anzahl von Windenergieanlagen eines Windparks 112. Die Windenergieanlagen 100 stellen ihre Leistung, nämlich insbesondere den erzeugten Strom über ein elektrisches Parknetz 114 bereit. Dabei werden die jeweils erzeugten Ströme bzw. Leistungen der einzelnen Windenergieanlagen 100 aufaddiert und meist ist ein Transformator 116 vorgesehen, der die Spannung im Park hochtransformiert, um dann an dem Einspeisepunkt 118, der auch allgemein als PCC bezeichnet wird, in das Versorgungsnetz 120 einzuspeisen. 2 ist nur eine vereinfachte Darstellung eines Windparks 112, die beispielsweise keine Steuerung zeigt, obwohl natürlich eine Steuerung vorhanden ist. Auch kann beispielsweise das Parknetz 114 anders gestaltet sein, in dem beispielsweise auch ein Transformator am Ausgang jeder Windenergieanlage 100 vorhanden ist, um nur ein anderes Ausführungsbeispiel zu nennen.
3 zeigt einen Windpark 300, der grundsätzlich dem der 2 entspricht. Beide 2 und 3 sind insoweit jeweils schematische Darstellungen des Windparks. Der Windpark 300 der 3 zeigt vier Windenergieanlagen 302, die auch exemplarisch für weitere Windenergieanlagen stehen. Eine der gezeigten Windenergieanlagen 302 umfasst alle Elemente der gezeigten Struktur innerhalb des gestrichelten Rahmens, so dass der gestrichelte Rahmen mit dem Bezugszeichen 302 versehen ist. Grundsätzlich ist auch vorgesehen, dass die übrigen Windenergieanlagen 302 dieselbe oder gleiche Struktur aufweisen, wobei sie sich in Einzelheiten unterscheiden können.
In dem gesamten Windpark 300 ist eine Parksteuerung 304 vorgesehen, die alle Windenergieanlagen 302 des Windparks 300 ansteuern kann. Als Ansteuergrößen, die übertragen und ausgetauscht werden, sind nur einige gezeigt, die zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen. Es können auch andere und weitere Daten übertragen werden und es müssen auch nicht unbedingt alle gezeigten Größen übertragen werden.
In dem gezeigten Beispiel wird der Auslösebefehl T_S, das Auswahlsignal N, die Schrittdauer T_K und der Amplitudenfaktor F_A übertragen. Diese Elemente können auch in einem gemeinsamen Testsignal, das auch als Startsignal bezeichnet werden kann, übertragen werden. Die Übertragung erfolgt zu jeder der Windenergieanlagen 302. Dort werden sie an die Koordinationssteuerung 306 übertragen. Diese Koordinationssteuerung oder Koordinationssteuereinrichtung koordiniert den geplanten Test und leitet die entsprechenden Befehle an die jeweiligen Elemente weiter.
Zum Durchführen des Testverfahrens, besonders in dem Parktestmodus sind in jeder Windenergieanlage 302 mehrere Testfrequenzfunktionen 308a, 308b und 308c hinterlegt, die jeweils einen Frequenzverlauf als Testfunktion aufweisen. Diese Testfrequenzfunktionen sind dort auch als f₁, f₂ und f_k bezeichnet. Die letzte Testfrequenzfunktion 308c bzw. f_k ist nur noch angedeutet und symbolisiert, dass grundsätzlich beliebig viele Testfrequenzfunktionen hinterlegt sein können. Meist können aber wenige Testfrequenzfunktionen, wie beispielsweise zwei oder drei Testfrequenzfunktionen ausreichen.
Jede dieser Testfrequenzfunktionen 308a bis 308c kann in ihrer Verlaufsdauer T_V= k*T_K, bestimmt aus Schrittdauer T_K und der festgelegten Schrittanzahl k, als auch in ihrem Amplitudenfaktor F_A eingestellt werden. Dazu enthalten diese Funktionen diese Parameter und die Veränderung ist in 3 nur angedeutet. Die Bedeutung der Verlaufsdauer T_V als auch des Amplitudenfaktors F_A ist in den 4 bzw. 5 verdeutlicht, was später noch erläutert wird.
Mit dem Auswahlsignal N wird dabei festgelegt, welche der hinterlegten Testfrequenzfunktionen 308a bis 308c bzw. die hinterlegten Frequenzverläufe zum Test ausgewählt werden. Das ist durch einen Auswahlschalter 310 veranschaulicht, der aber auch anders wie beispielsweise durch eine Softwareauswahl, also durch eine Programmierung, umgesetzt sein kann. Jedenfalls wird abhängig von dem Auswahlsignal N zwischen einer der Testfrequenzfunktionen 308a bis 308c ausgewählt.
Um dann auch den Test zu starten, ist der Auslösebefehl T_S vorgesehen. Der wird in der Koordinationssteuerung 306 in einen Startbefehl umgesetzt, der den Test durch den Startschalter 312 starten kann. Auch der Startschalter 312 ist hier besonders symbolisch zu verstehen.
Der Vorgang läuft besonders so ab, dass die Anlagensteuerung 314 mit dem Startbefehl, also mit dem symbolischen Einschalten des Startschalters 312, den Frequenzverlauf der betreffenden Testfrequenzfunktion 308a, 308b oder 308c als zu berücksichtigende Frequenz erhält und zum Zwecke dieses Tests darauf umstellt.
Die Anlagensteuerung 314 steuert grundsätzlich den exemplarisch gezeigten Wechselrichter 316. Dazu übergibt sie unter anderem einen Sollwert für die Wirkleistung P. Dieser Sollwert der Wirkleistung P kann grundsätzlich auch außerdem zu anderen Steuerungseinrichtungen der Windenergieanlage übertragen werden, was durch die gestrichelte Linie zur Gondel der Windenergieanlage angedeutet ist. Jedenfalls steuert die Anlagensteuerung 314 den Wechselrichter 316 unter anderem in Abhängigkeit der Frequenz f, die mittels der Frequenzmesseinrichtung 318 erfasst wird. Diese Frequenzerfassung kann auf der gezeigten Seite des Transformators 320 erfolgen, oder auch in einem Bereich zum Parknetz 324 hin. Jedenfalls wird im Ergebnis mit der Frequenzmesseinrichtung 318 die Netzfrequenz f des elektrischen Versorgungsnetzes 322, also der Wechselspannung in dem elektrischen Versorgungsnetz 322 erfasst. Es werden natürlich auch weitere Größen erfasst, die hier aber nicht dargestellt sind.
Wird nun ein Test gestartet, um den Unterfrequenzmodus der Windenergieanlage 302 zu testen, berücksichtigt die Anlagensteuerung 314 mit dem Startbefehl, also mit dem symbolischen Schließen des Startschalters 312, nun die emulierte Testfrequenz f_T statt der Netzfrequenz f.
Natürlich wird weiterhin auch die Netzfrequenz f als auch die Phasenlage und weitere Größen erfasst, um technisch korrekt den Wechselrichter 316 anzusteuern. Für die Vorgabe der Wirkleistung P wird nun aber die Testfrequenz f_T verwendet.
Sobald der Frequenzverlauf der Testfrequenzfunktionen 308a, 308b bzw. 308c beendet ist, also nach Ablauf der Verlaufsdauer T_V, wird dieser Testfall wieder beendet und die Anlagensteuerung 314 verwendet dann wieder die Netzfrequenz f.
Bei der Funktionalität kommt es nicht darauf an, ob ein Wechselrichter 316 verwendet wird, oder anderweitig durch die Windenergieanlage 302 in das elektrische Versorgungsnetz 322 eingespeist wird. Auch ist grundsätzlich vorgesehen, dass jede Windenergieanlage 302 zunächst in das Parknetz 324 einspeist, das hier nur angedeutet ist. Der weitere gezeigte Parknetztransformator 326 kann den gemeinsamen Netzanschlusspunkt 328 des Windparks 300 kennzeichnen. Es kann aber auch ein Windpark verwendet und getestet werden, der mehrere Windparks umfasst, und/oder über mehrere Netzanschlusspunkte in das elektrische Versorgungsnetz einspeist.
4 zeigt einen Frequenzverlauf einer Testfrequenzfunktion, beispielsweise der Testfrequenzfunktion 308a, wie in 3 angedeutet.
Ihr Frequenzverlauf 408 beginnt zum Zeitpunkt t₀ mit Nennfrequenz f_N. Die Frequenz fällt dann schnell ab bis auf den Wert F_A, der beispielsweise 99 Prozent der Nennfrequenz f_N betragen kann. Dann steigt die Frequenz zum Zeitpunkt t₁ wieder an und erreicht dort wieder die Nennfrequenz f_N. Dies ist nur ein veranschaulichender Verlauf und auch die Art des Frequenzverlaufs kann anders gestaltet werden, wie beispielsweise zur Testfrequenzfunktion 308b der 3 angedeutet ist.
Jedenfalls ist der gezeigte Frequenzverlauf 408 für die Verlaufsdauer T_V vorbestimmt. Ist diese Verlaufsdauer beendet, ist auch der Test insgesamt und damit der Unterfrequenzmodus und damit der Parktestmodus zu beenden.
Es besteht nun aber die Möglichkeit, den Frequenzverlauf zu stauchen oder zu strecken, indem eine geringere Verlaufsdauer T'_V oder eine längere Verlaufsdauer T"_V gewählt wird. Dies erfolgt durch die Bestimmung einer Schrittdauer T_K. Die Verlaufsdauer (T_V) ergibt sich dann aus der Schrittanzahl k, der Werte des hinterlegten Frequenzverlaufs und der Schrittdauer (T_K) nach der Formel T_V = k*T_K. In 4 sind dabei veranschaulichend in den Frequenzverläufen 408, 408' und 408" Frequenzwerte als kleine Kreise eingezeichnet. In diesem vereinfachenden Beispiel sind fünf Frequenzwerte vorgesehen und jeder der drei Frequenzverläufe 408, 408' und 408" weist dieselben fünf Frequenzwerte auf, aber zu unterschiedlichen Zeiten. Die Anzahl von fünf Frequenzwerten ist hier nur zum Zwecke der Veranschaulichung gewählt worden, wobei für die tatsächliche Umsetzung vorgeschlagen wird, eine wesentlich höhere Anzahl zu wählen.
Eine solche Veränderung der Verlaufsdauer führt somit dazu, dass der Endzeitpunkt t₁ verschoben wird, nämlich zum gezeigten Zeitpunkt t'₁ oder t"₁. Der entsprechend veränderte Verlauf der Frequenz ist in der 4 gestrichelt dargestellt.
Mit der Veränderung der Endzeit, also t'₁ bzw. t"₁ wird auch die Dauer des Tests verändert. Der eigentliche Unterfrequenzmodus, also das Vorgeben einer erhöhten Wirkleistung P, kann dabei allein abhängig von den Frequenzwerten ausgelöst werden. Fällt also die maßgebliche Frequenz, also entweder die gemessene Netzfrequenz f oder die emulierte Frequenz f_T, unter einen vorbestimmten Wert ab, so wird der Unterfrequenzmodus ausgelöst.
Es wird auch darauf hingewiesen, dass der Frequenzverlauf nicht zwangsläufig bei der Nennfrequenz f_N beginnen muss. Häufig weist die Netzfrequenz aber etwa diesen Wert auf. Gemäß einer Variante kann statt der Nennfrequenz f_N die in dem Moment aktuell vorhandene Frequenz verwendet werden.
Für einen Test eines anderen Frequenzereignisses, wie bspw. eines Überfrequenzereignisses, oder einer Frequenzpendelung, wird sinngemäß ein entsprechender Frequenzverlauf hinterlegt.
5 zeigt ebenfalls eine Testfrequenzfunktion mit einem Frequenzverlauf 408 entsprechend 4. 5 veranschaulicht nun, dass durch eine Veränderung der Amplitude der Frequenzverlauf 408 auch in Amplitudenrichtung verändert werden kann. Dazu kann der Amplitudenfaktor F_A verkleinert oder vergrößert werden und 5 zeigt beispielhaft eine Vergrößerung auf den vergrößerten Amplitudenfaktor F'_A. Statt einer unmittelbaren Vorgabe der Amplitude durch den Amplitudenfaktor F_A kommt auch in Betracht, den Amplitudenfaktor F_A tatsächlich als Faktor zu verwenden, der den Wert 1 annimmt, wenn die Amplitude der hinterlegten Frequenztestfunktion bzw. des hinterlegten Frequenzverlaufs beibehalten werden soll und ansonsten können zur Veränderung positive Werte oberhalb oder unterhalb von 1 verwendet werden. Grundsätzlich kommt natürlich auch in Betracht, dass ein Offset vorgesehen und aufaddiert bzw. abgezogen wird.
Die Erfindung geht somit von der folgenden Annahme aus. Besonders bei Unterfrequenzereignissen im Netz können manche Windenergieanlagen mit einer kurzzeitigen Erhöhung der ins Netz eingespeisten Leistung einen Beitrag zur Frequenzstabilität leisten. Diese Funktionalität ist in der Windenergieanlagen-Steuerung implementiert, da eine schnelle Reaktion bei Durchschreiten bestimmter Frequenzmesswerte gefordert ist. Ein Test dieser Funktion ist bei Windenergieanlagen im Feld nur dadurch möglich, dass in der Steuerung der Windenergieanlage ein virtueller Frequenzwert, der von der tatsächlich gemessenen Frequenz, nämlich meist der Netzfrequenz, abweicht, vorgegeben wird. Dies ist dadurch bedingt, dass die tatsächliche Netzfrequenz nicht einfach manipuliert werden kann oder darf.
Die Funktion, eine erhöhte Leistung bei einem Frequenzabfall bereitzustellen, die auch als Inertia Emulation bezeichnet wird, findet zunehmende Verbreitung in bestimmten Energiesystemen. Dadurch ist zunehmend das Verhalten von kompletten Windparks im Fall eines Unterfrequenzereignisses von Relevanz. Da eine gleichzeitige Auslösung der Testfunktion an zahlreichen Windenergieanlagen problematisch sein kann, bzw. für Testzwecke eine sehr genaue zeitliche Synchronisierung der Auslösung erforderlich wäre, besteht der Bedarf einer zentral vorgegebenen Auslösung der Testfunktion an jeder Windenergieanlage über Datenkommunikation.
In vielen Windparks sind bereits zentrale Parkregeleinheiten installiert. Diese sind über Kommunikationsleitungen mit allen Windenergieanlagen in einem Park verbunden und senden im normalen Betrieb in regelmäßigen Abständen Wirk- und Blindleistungssollwerte sowie andere Steuersignale an die Windenergieanlagen. Die Geschwindigkeit der Datenkommunikation ist allerdings üblicherweise nicht hoch genug, bzw. kann sehr teuer sein, um eine schnelle Wirkleistungsregelung so auszugestalten, dass sie den Anforderungen im Falle eines schnell eintretenden Unterfrequenzereignisses gewachsen ist.
Um dennoch eine zentrale Auslösung zumindest einer Testfunktion zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Windparkregler allen Windenergieanlagen in einem Windpark innerhalb eines sehr kleinen Zeitfensters ein Auslösesignal zusendet, das auch als Startsignal bezeichnet werden kann, das eine nahezu gleichzeitige Auslösung der Funktion Inertia Emulation, als der Funktion, eine erhöhte Leistung bei einem Frequenzabfall bereitzustellen, auf Basis eines virtuellen Frequenzsignals in allen Windenergieanlagen zur Folge hat. Es wird dafür gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Auslösesignal bzw. Startsignal dabei die folgenden zwei Informationen enthält, nämlich:

- einen Befehl zur Auslösung der Inertia Emulation Funktion auf Basis eines virtuellen, in der Steuerung hinterlegten Frequenzverlaufs; und
- ein Auswahlsignal, um aus verschiedenen, in der Windenergieanlagen-Steuerung hinterlegten Frequenzverläufen einen für den Testfall auszuwählen.

Dabei erhalten alle Windenergieanlagen dasselbe Auslösesignal und führen den Test somit auf Basis des gleichen hinterlegten Frequenzverlaufs und zum praktisch identischen Auslösezeitpunkt aus. Somit ist ein wiederholtes Auslösen der Funktion mit dem Zweck der Messdatenerhebung durch Bedienung der FCU einfach möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Möglichkeit einer Beeinflussung des Frequenzverlaufs durch eine Veränderung der Zeitbasis des hinterlegten Frequenzverlaufs durch die zentrale Parksteuerung vorgeschlagen. Neben der Möglichkeit, zwischen einem der vordefinierten bzw. hinterlegten Frequenzverläufe zu wählen, besteht seitens einer zentralen Steuerung, besonders seitens einer zentralen Parksteuerung auch die Möglichkeit die Zeitbasis, mit welcher der Testverlauf erfolgt, zu variieren.
Gemäß einer Ausführungsform steht die Zeitbasis, die auch synonym als Verlaufsdauer bezeichnet wird, in der Anlage per Voreinstellung auf 100ms und kann besonders durch die zentrale Parksteuereinrichtung zwischen 10ms und 1000ms mit einer Auflösung von 10ms eingestellt werden. Somit besteht die Möglichkeit, den Kurvenverlauf, also den Frequenzverlauf, bis zu 10mal schneller und auch bis zu 10mal langsamer ablaufen zu lassen.
Es wird also eine gleichzeitige Auslösung der auf jeder Windenergieanlagen-Anlagensteuerung implementierten Inertia Emulation-Testfunktion, die auch als Unterfrequenzmodus bezeichnet werden kann, für alle Windenergieanlagen in einem Windpark ermöglicht.
Dadurch wird eine nahezu gleichzeitige Auslösung der Inertia Emulation-Testfunktion an vielen verschiedenen Windenergieanlagen erreicht. Es ermöglicht einen Compliance Test oder Erhebung von Testdaten zu Entwicklungszwecken für einen Windpark auf einfache Art und Weise. Es werden besonders Windpark-Tests von Unterfrequenzreaktionen geschaffen, und die Windparktests verwenden die übergeordneten Wirkleistungsregler der Windenergieanlagen.
Das vorgeschlagene Verfahren verwendet eine Testfunktion, die in jeder einzelnen Windenergieanlage verwendet wird. Diese Testfunktion fährt auf der Anlagenebene ein hinterlegtes simuliertes Frequenzereignis ab, nämlich eine Unterfrequenzkurve. Je nach Parametrierung der Inertia-Emulation wird dann die entsprechende Leistung auf Anlagenebene ausgebracht.
Dazu wird vorgeschlagen, dass die zentrale Parksteuerung als Auslöser der Inertia Testfunktion auf Parkebene dient. Die Parksteuereinrichtung bietet dafür ein Menü, in dem die Auslösung der Inertia-Testfunktion auf Anlagenebene getriggert wird. Dabei fährt dann jede Anlage, die an einen Datenbus der zentralen Parksteuerung angeschlossen ist, die anlageninterne Test-Frequenzkurve ab.
Dazu wird in der Steuerung jeder Windenergieanlage eine hinterlegte Frequenzkurve ausgewählt. Dazu kann ein Zahlenwert beispielsweise von 1 bis 99 ausgewählt werden. Dabei kann es ausreichen, wenn beispielsweise nur 3 Kurven hinterlegt sind, so dass dann zwischen den Zahlen 1, 2 oder 3 ausgewählt werden kann.
Es wird die Möglichkeit vorgeschlagen, über eine Veränderung der Verlaufsdauer, insbesondere über die Veränderung einer Schrittdauer die hinterlegte Frequenzkurve zu stauchen oder zu dehnen bzw. zu strecken. Hierfür kann vorgesehen sein, dass der Zahlenwert 0 bedeutet, einen hinterlegten Standardwert für die Schrittdauer-Abtastzeitschritt zu verwenden, der beispielsweise 100ms oder 200ms betragen kann. Als minimaler Wert werden 10ms und als maximaler Wert 1000ms vorgeschlagen.
Mit einem Startsignal, das auch als „Start“ bezeichnet werden kann, wird jeder Anlage in dem Datenbus der zentralen Parksteuerung ein Bit-Signal gesendet, welches die Testfunktion auf Anlagenebene, also in jeder Windenergieanlage, ausführt.
Die zentrale Parksteuerung kann dadurch aber nicht die Inertia Funktion auf Anlagenebene direkt auslösen, sondern nur einen Test der Inertia Funktion. Die Regelung einer zentralen Parksteuerung wird ansonsten nicht beeinflusst.
Vorzugsweise ist zur Aktivierung dieses Tests die Eingabe eines Service-Codes erforderlich, um Missbrauch zu verhindern.
Alternativ kann eine schnelle Leistungs-Frequenz-Regelung eines Windparks, optional mit Leistungssollwerten aus dem Windparkregler durchgeführt werden, so dass ein virtueller Frequenzverlauf nur auf dem Windparkregler hinterlegt ist. Hierfür muss eine entsprechend schnelle und sichere Datenübertragung innerhalb des Windparks gewährleistet werden.

Claims

Testverfahren zum Testen eines Verhaltens eines Windparks (300) auf ein Frequenzereignis, insbesondere ein Unterfrequenzereignis, wobei - der Windpark (300) mehrere Windenergieanlagen (302) aufweist, die elektrische Leistung (P) in ein elektrisches Versorgungsnetz (322) einspeisen, - die Windenergieanlagen (302) jeweils einen Rotor (106) mit einem oder mehreren Rotorblättern (108) aufweisen und aus Wind Windleistung erzeugen und in das elektrische Versorgungsnetz (322) einspeisen, - das elektrische Versorgungsnetz (322) eine Netzspannung mit einer Netzfrequenz (f) aufweist, - die Windenergieanlagen (302) jeweils einen Frequenzmodus aufweisen, in dem bei einem Frequenzereignis in Abhängigkeit der Netzfrequenz (f) kurzzeitig die eingespeiste Leistung (P) verändert wird, - in einem Parktestmodus zum Testen eines Verhaltens des Windparks (300) im Falle eines Frequenzereignisses die Windenergieanlagen (302) jeweils in ihren Frequenzmodus wechseln, - die Frequenzmodi der am Test beteiligten Windenergieanlagen (302) zugleich getestet werden, um dadurch das Verhalten des Windparks (300) zu testen, wobei - die Frequenzmodi zum Testen statt einer gemessenen Frequenz (f) jeweils eine ein Frequenzereignis emulierende Testfrequenzfunktion (308) verwenden und - die Frequenzmodi dadurch koordiniert werden, dass - die beteiligten Windenergieanlagen (302) gesteuert durch einen gemeinsamen Zeitstartbefehl zeitgleich ihren Frequenzmodus starten und - für die Windenergieanlagen (302) jeweils eine gleiche Testfrequenzfunktion (f_T) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Testfrequenzfunktion (308) in jeder beteiligten Windenergieanlage (308) hinterlegt ist und/oder - die Windenergieanlagen (302) als Frequenzmodus einen Unterfrequenzmodus aufweisen, in dem bei einem Unterfrequenzereignis zur Windleistung zusätzliche elektrische Leistung aus Rotationsenergie des Rotors (106) in das elektrische Versorgungsnetz (322) eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - in jeder beteiligten Windenergieanlage (302) mehrere unterschiedliche Testfrequenzfunktionen (308) hinterlegt sind, - die Testfrequenzfunktionen (308) einer beteiligten Windenergieanlage (302) mit Testfrequenzfunktionen (308) der übrigen beteiligten Windenergieanlagen (302) übereinstimmen, - im Parktestmodus aus den mehreren unterschiedlichen Testfrequenzfunktionen (308) eine Testfrequenzfunktion (308) ausgewählt wird, wobei - in jeder beteiligten Windenergieanlage (302) die gleiche Testfrequenzfunktion (308) ausgewählt wird, so dass alle beteiligten Windenergieanlagen (302) für den Test dieselbe Testfrequenzfunktion (308) verwenden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Parktestmodus zum Starten des Tests an jede beteiligte Windenergieanlage (302) - ein Auswahlsignal (N) übertragen wird, zum Auswählen einer Testfrequenzfunktion (308), wobei jede Windenergieanlage (302) dasselbe Auswahlsignal (N) erhält bzw. ein Auswahlsignal (N) zum Auswählen derselben Testfrequenzfunktion (308) erhält und - synchron ein Auslösebefehl (T_S) übertragen wird, zum synchronen Auslösen des Frequenzmodus jeder beteiligten Windenergieanlage (302), wobei vorzugsweise das Auswahlsignal (N) und der Auslösebefehl (T_S) in einem Startsignal zusammengefasst sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - jede Testfrequenzfunktion (308) einen Frequenzverlauf über eine vorbestimmbare Verlaufsdauer (T_V) angibt, - jede Windenergieanlage (302) in ihrem Frequenzmodus eine Leistungsänderung in Abhängigkeit einer Frequenz (f) erzeugt, wobei zum Testen des Frequenzmodus statt einer gemessenen Frequenz (f) der Frequenzverlauf der Testfrequenzfunktion (308) verwendet wird, wobei insbesondre - jede Windenergieanlage (302) in ihrem Unterfrequenzmodus eine Leistungserhöhung in Abhängigkeit der Frequenz (f) erzeugt, wobei zum Testen des Unterfrequenzmodus statt der gemessenen Frequenz (f) der Frequenzverlauf der Testfrequenzfunktion (308) verwendet wird, und optional - die Verlaufsdauer (T_V) einstellbar ist, um dadurch die Testfrequenzfunktion (308) bzw. den Frequenzverlauf zu strecken oder zu stauchen, und - in dem Parktestmodus die Verlaufsdauer (T_V) in jeder teilnehmenden Windenergieanlage (302) auf einen gleichen Wert eingestellt wird, insbesondere durch ein bzw. das Startsignal eingestellt wird, wobei vorzugsweise - die Verlaufsdauer (T_V) in mehrere gleiche Abtastzeitschritte aufgeteilt ist, mit einer Schrittdauer (T_K), die die Dauer jedes Abtastzeitschrittes bezeichnet, und einer Schrittanzahl (k), die die Anzahl der Abtastzeitschritte der Verlaufsdauer (T_V) angibt, so dass die Verlaufsdauer (T_V) durch Einstellen der Schrittdauer (T_K) eingestellt werden kann.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Amplitudenfaktor (F_A) vorgegeben wird, um die Amplitude der Testfrequenzfunktion (308) bzw. des Frequenzverlaufs einzustellen, um die Testfrequenzfunktion (302) bzw. den Frequenzverlauf in der Amplitude einzustellen, wobei - in dem Parktestmodus der Amplitudenfaktor (F_A) in jeder teilnehmenden Windenergieanlage (302) auf einen gleichen Wert eingestellt wird, insbesondere durch ein bzw. das Startsignal eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Windenergieanlage (302) in dem Unterfrequenzmodus die zusätzliche elektrische Leistung aus Rotationsenergie des Rotors (106) in das elektrische Versorgungsnetz (322) einspeist, wenn die Netzfrequenz einen vorbestimmten Frequenzwert unterschreitet, - die zusätzliche elektrische Leistung aus Rotationsenergie des Rotors (106) in Abhängigkeit des weiteren Verlaufs der Netzfrequenz (f) gesteuert wird, und - für die Steuerung der zusätzlichen Leistung aus Rotationsenergie des Rotors (106) in Abhängigkeit des weiteren Verlaufs der Netzfrequenz (f) eine Steuervorschrift in der Windenergieanlage (302) hinterlegt ist, wobei insbesondere - der Unterfrequenzmodus von der Windenergieanlage (302) selbsttätig ausgelöst wird, sobald die Netzfrequenz (f) den vorbestimmten Frequenzwert unterschreitet, und/oder einen vorbestimmten Frequenzgradienten unterschreitet, und wobei - zum Testen des Unterfrequenzmodus die Testfrequenzfunktion (308) in der Windenergieanlage (302) einen bzw. den Frequenzverlauf als Netzfrequenz (f) vorgibt und der Frequenzverlauf (f) den vorbestimmten Frequenzwert unterschreitet und/oder den vorbestimmten Frequenzgradienten unterschreitet, um dadurch den Unterfrequenzmodus zum Testen auszulösen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Parksteuerung (304) zum Steuern des Windparks (300) vorgesehen ist, die das Startsignal synchron an alle beteiligten Windenergieanlagen (302) überträgt, um dadurch den Parktestmodus auszulösen.
Testverfahren zum Testen eines Verhaltens eines Windparks (300) auf ein Frequenzereignis, insbesondere ein Unterfrequenzereignis, wobei - der Windpark (300) mehrere Windenergieanlagen (302) aufweist, die elektrische Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz (322) einspeisen, - die Windenergieanlagen (302) jeweils einen Rotor (106) mit einem oder mehreren Rotorblättern (108) aufweisen und aus Wind Windleistung erzeugen und in das elektrische Versorgungsnetz (322) einspeisen, - das elektrische Versorgungsnetz (322) eine Netzspannung mit einer Netzfrequenz (f) aufweist, - die Windenergieanlagen (320) jeweils einen Frequenzmodus aufweisen, in dem bei einem Frequenzereignis in Abhängigkeit der Netzfrequenz (f) kurzzeitig die eingespeiste Leistung (P) verändert wird, - in einem Parktestmodus zum Testen eines Verhaltens des Windparks (300) im Falle eines Frequenzereignisses die Windenergieanlagen (302) jeweils in ihren Frequenzmodus wechseln, - die Frequenzmodi der am Test beteiligten Windenergieanlagen (302) zugleich getestet werden, um dadurch das Verhalten des Windparks (300) zu testen, wobei - die Frequenzmodi zum Testen statt einer gemessenen Frequenz (f) jeweils eine ein Frequenzereignis emulierende Testfrequenzfunktion (308) verwenden und - die Frequenzmodi dadurch koordiniert werden, dass an alle beteiligten Windenergieanlagen (302) Testfrequenzwerte eines Testfrequenzverlaufs übertragen werden, insbesondere in Echtzeit, um dadurch für alle beteiligten Windenergieanlagen (302) denselben Netzfrequenzverlauf zu emulieren.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - in jeder beteiligten Windenergieanlage (302) die Testfrequenzwerte interpoliert werden, um dadurch einen zusammenhängenden Frequenzverlauf zum Emulieren der Netzfrequenz (f) zu erhalten, und/oder - zusätzlich zu den Testfrequenzwerten auch frequenzabhängige Leistungswerte übertragen werden, die die Windenergieanlagen (302) bei dem Parktestmodus verwenden, und/oder - die Windenergieanlagen (302) als Frequenzmodus einen Unterfrequenzmodus aufweisen, in dem bei einem Unterfrequenzereignis zur Windleistung zusätzliche elektrische Leistung aus Rotationsenergie des Rotors (106) in das elektrische Versorgungsnetz (322) eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass - der Testfrequenzverlauf von einer zentralen Parksteuereinheit (304) an die Windenergieanlagen (302) übertragen wird und außerdem oder alternativ - der Testfrequenzverlauf von der zentralen Parksteuereinheit vorgegeben wird, um den Testfrequenzverlauf an zu testende Verläufe der Netzfrequenz anzupassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass - der Testfrequenzverlauf abhängig von einem resultierenden Verhalten der Windenergieanlagen (302) angepasst wird, insbesondere während des Parktestmodus, und vorzugsweise - abhängig einer Summe aller zusätzlichen aus Rotationsenergie des Rotors (106) in das elektrische Versorgungsnetz (322) eingespeisten elektrischen Leistungen (P) verändert wird.
Windpark (300) mit einem implementierten Testverfahren zum Testen seines Verhaltens auf ein Frequenzereignis, insbesondere ein Unterfrequenzereignis, wobei - der Windpark (300) mehrere Windenergieanlagen (302) aufweist, die elektrische Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz (322) einspeisen, - die Windenergieanlagen (302) jeweils einen Rotor (106) mit einem oder mehreren Rotorblättern (108) aufweisen und aus Wind Windleistung erzeugen und in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen, - das elektrische Versorgungsnetz (322) eine Netzspannung mit einer Netzfrequenz (f) aufweist, - die Windenergieanlagen (302) jeweils einen Frequenzmodus aufweisen, in dem bei einem Frequenzereignis in Abhängigkeit der Netzfrequenz (f) kurzzeitig die eingespeiste Leistung verändert wird, - in einem Parktestmodus zum Testen eines Verhaltens des Windparks (300) im Falle eines Frequenzereignisses die Windenergieanlagen (302) jeweils in ihren Frequenzmodus wechseln, - die Frequenzmodi der am Test beteiligten Windenergieanlagen (302) zugleich getestet werden, um dadurch das Verhalten des Windparks (300) zu testen, wobei - die Frequenzmodi zum Testen statt einer gemessenen Frequenz (f) jeweils eine ein Frequenzereignis emulierende Testfrequenzfunktion (308) verwenden und - die Frequenzmodi dadurch koordiniert werden, dass - die beteiligten Windenergieanlagen (302) zeitgleich ein gemeinsames Startsignal erhalten und - für die Windenergieanlagen (302) jeweils eine gleiche Testfrequenzfunktion (308) vorgegeben wird, oder - die Frequenzmodi dadurch koordiniert werden, dass an alle beteiligten Windenergieanlagen (302) Testfrequenzwerte eines Testfrequenzverlaufs übertragen werden, insbesondere in Echtzeit, um dadurch für alle beteiligten Windenergieanlagen (302) denselben Netzfrequenzverlauf zu emulieren.
Windpark (300) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Testverfahren ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 implementiert ist.
Windenergieanlage (302) mit einem Rotor (106) mit einem oder mehreren Rotorblättern (108), um aus Wind Windleistung zu erzeugen und in ein elektrisches Versorgungsnetz (322) einzuspeisen, wobei - das elektrische Versorgungsnetz (322) eine Netzspannung mit einer Netzfrequenz (f) aufweist, - die Windenergieanlage (302) einen Frequenzmodus, insbesondere einen Unterfrequenzmodus aufweist, der bei einem Frequenzereignis in Abhängigkeit der Netzfrequenz (f) kurzzeitig die eingespeiste Leistung (P) verändert, wobei - die Windenergieanlage (302) dazu vorbereitet ist, auf ein Startsignal eine vorbestimmte Testfrequenzfunktion (308) als emulierte Netzfrequenz zu verwenden, um den Frequenzmodus zu testen, oder - dazu vorbereitet ist, Testfrequenzwerte eines Testfrequenzverlaufs zu empfangen, um darauf basierend einen Netzfrequenzverlauf zu emulieren.
Windenergieanlage (302) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Verwendung in einem Windpark (300) nach Anspruch 13 oder 14 vorbereitet ist, und/oder zur Verwendung in einem Testverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorbereitet ist.