DE102018108023A1 - Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels einer dezentralen Einspeiseeinheit, insbesondere mittels wenigstens einer Windenergieanlage, wobei die Einspeiseeinheit zum Einspeisen der elektrischen Leistung an einen Netzverknüpfungspunkt angeschlossen ist, der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar oder über eine Anschlussverbindung mit einem Transformatorpunkt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Netzverknüpfungspunkt an den Transformatorpunkt, ggf. über die Anschlussverbindung, der Transformatorpunkt über einen Transformator mit einem Netzabschnitt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Transformatorpunkt über den Transformator zum Netzabschnitt, umfassend die Schritte Einspeisen elektrischer Wirkleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, Einspeisen elektrischer Blindleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, Erfassen einer durchzuführenden Änderung der einzuspeisenden Wirkleistung, Verändern der eingespeisten Wirkleistung entsprechend der erfassten, durchzuführenden Änderung, und Begrenzen einer zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach, um einer Spannungserhöhung am Transformatorpunkt und/oder im Netzabschnitt entgegen zu wirken, und/oder temporäres Aktivieren einer Spannungsregelung in Abhängigkeit des Veränderns der eingespeisten Wirkleistung, um während und/oder unmittelbar nach dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung eine Spannungsregelung an einem Referenzpunkt, insbesondere am Netzverknüpfungspunkt durchzuführen, um die Spannung am Referenzpunkt bzw. Netzverknüpfungspunkt dynamisch auszuregeln, und/oder entlang einer Trajektorie zu führen, insbesondere entlang einer Rampe.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels einer dezentralen Einspeiseeinheit, insbesondere mittels wenigstens einer Windenergieanlage oder eines Windparks. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Windenergieanlage, die ein solches Verfahren ausführen kann und die Erfindung betrifft auch einen Windpark mit mehreren Windenergieanlagen, wobei der Windpark ein solches Verfahren ausführen kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Windpark, der ein solches Verfahren zum Einspeisen mittels seiner Windenergieanlagen durchführen kann.
  • Windenergieanlagen, Windparks oder andere dezentrale Einspeiseeinheiten können heutzutage nicht nur im Netzparallelbetrieb in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen, sondern sie können auch einen Beitrag zum Steuern und Stabilisieren des elektrischen Versorgungsnetzes leisten. Eine grundsätzliche Situation, die darunter fällt ist, dass bei einem Leistungsüberangebot solche dezentralen Einspeiseeinheiten ihre eingespeiste Leistung auf eine entsprechende Anforderung hin, die bspw. vom Netzbetreiber kommen kann, reduzieren müssen. Besonders Windenergieanlagen, Windparks oder andere dezentrale Einspeiseeinheiten, die mittels eines Wechselrichters bzw. Wechselrichtertechnologie einspeisen, können ihre Leistung sehr schnell, nämlich innerhalb weniger Sekunden, z.B. 5 Sekunden oder noch weniger, reduzieren.
  • Ein solches schnelles Regelverhalten bzw. eine solche schnelle Regelfähigkeit kann sehr vorteilhaft zum Regeln des elektrischen Versorgungsnetzes sein, es können aber auch unerwünschte Effekte auftreten. Häufig ist es so, dass eine solche dezentrale Einspeiseeinheit mit einem zumindest temporär vorgegebenen cos(cp) einspeist, der kleiner als 1 ist. Es wird also auch Blindleistung eingespeist. Die dezentrale Einspeiseeinheit speist also die gewünschte Leistung durch Einspeisen eines entsprechenden Stroms ein, wobei der Strom einen entsprechenden, von 0 verschiedenen Phasenwinkel in Bezug auf die Phasenlage der Netzspannung, also der Spannung im elektrischen Versorgungsnetz, aufweist. Dieser Blindstrom bzw. die entsprechende Blindleistung wird dafür benötigt, eine Spannungshöhe einzustellen. Besonders ergibt sich dafür eine Notwendigkeit bei langen Anschlussverbindungen zwischen einem Netzverknüpfungspunkt, in den eingespeist wird, und einem Transformator, der die Spannung auf eine höhere Spannungsebene transformiert. Es kommen aber auch andere Konstellationen in Betracht, bei denen die eingespeiste Blindleistung bzw. der eingespeiste Blindstrom die Spannungshöhe beeinflusst.
  • Wird nun die beschriebene Leistungsreduzierung durchgeführt, wird also der eingespeiste Strom reduziert. Bei unverändertem Phasenwinkel bleibt also auch der cos(φ) unverändert und somit verringert sich die Blindleistung durch das Verringern des eingespeisten Stroms ebenfalls. Das wiederum kann zu einer unerwünschten Spannungsänderung sowohl am Netzverknüpfungspunkt aber besonders auch am Transformator, nämlich insbesondere an einem Umspannwerk führen, obwohl das idealer Weise nicht so sein sollte, weil der cos(cp) so eingestellt sein sollte, dass dadurch ein Spannungsabfall über einer Leitung kompensiert wird. Eine solche immer passende Kompensation setzt aber ein lineares System voraus und wirkt meist allenfalls an einem Punkt optimal.
  • Grundsätzlich können Spannungsänderungen, besonders am Umspannwerk, durch einen entsprechenden Stufentransformator ausgeglichen werden. Der Stufentransformator ändert dann besonders durch mechanische Veränderung eines entsprechenden Abgriffs das wirksame Wicklungsverhältnis von Primär- zu Sekundärseite bzw. umgekehrt und ändert damit sein Übertragungsverhalten. Eine Spannungsänderung kann somit durch entsprechendes Verstellen des Stufentransformators ausgeglichen werden. Bekannte Stufentransformatoren sind aber üblicherweise nicht dazu in der Lage, eine so schnelle Spannungsänderung auszugleichen, wie sie durch die schnelle Änderung der eingespeisten Leistung mittels der dezentralen Einspeiseeinheit erreicht werden kann. Es entsteht also kurzfristig durch die fehlende Blindleistung eine Spannungsüberhöhung an der Primärseite, die nicht sofort ausgeregelt werden kann und damit besonders als Spannungsspitze in dem elektrischen Versorgungsnetz auftreten kann.
  • Um dem entgegen zu wirken ist es bekannt, das Regelverhalten solcher dezentralen Einspeiseeinheiten künstlich zu verlangsamen. Häufig ist die gewünschte Leistungsreduzierung frühzeitig bekannt, weil sie bspw. zur Schallreduzierung zu einer gewissen Uhrzeit ein Reduzieren des Betriebs einer Windenergieanlage vorsieht. Wenn also bspw. aus Schallreduzierungsgründen um acht Uhr abends der Betrieb einer Windenergieanlage zu reduzieren ist, kann damit schon um fünf Minuten vor acht oder zehn Minuten vor acht begonnen werden, in dem zu diesem früheren Zeitpunkt die Leistung dann mittels einer entsprechenden Rampe langsam reduziert wird, so dass die Leistung dann um acht Uhr abends tatsächlich den reduzierten Wert erreicht hat. Eine solche Maßnahme führt aber zu einem Ertragsverlust, weil nämlich schon früher als notwendig eine Leistungsreduzierung vorgenommen wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eines der o.g. Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, bei der bei dezentralen Einspeiseeinheiten eine Leistungsreduzierung mit möglichst wenig Ertragseinbuße durchgeführt werden kann. Zumindest soll zu bisher bekannten Verfahren eine Alternative vorgeschlagen werden.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Dieses Verfahren betrifft somit das Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels einer dezentralen Einspeiseeinheit. Die dezentrale Einspeiseeinheit kann insbesondere eine Windenergieanlage oder mehrere Windenergieanlagen sein, insbesondere kann sie einen Windpark mit mehreren Windenergieanlagen ausbilden. Die Einspeiseeinheit ist zum Einspeisen der elektrischen Leistung an einen Netzverknüpfungspunkt angeschlossen. Der Netzverknüpfungspunkt ist wiederum über eine Anschlussverbindung mit einem Transformatorpunkt verbunden, nämlich zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Netzverknüpfungspunkt über die Anschlussverbindung an den Transformator. Der Transformatorpunkt ist wiederum über einen Transformator mit einem Netzabschnitt verbunden, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Transformatorpunkt über den Transformator zum Netzabschnitt. Entsprechend umfasst diese Topologie also die Einspeiseeinheit, den Netzverknüpfungspunkt, die Anschlussverbindung und den Transformator, der schließlich an einem Netzabschnitt angeschlossen ist.
  • Diese Topologie voraussetzend wird elektrische Wirkleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt eingespeist. Außerdem wird elektrische Blindleistung an dem Netzverknüpfungspunkt in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist. Weiterhin wird eine durchzuführende Änderung der einzuspeisenden Wirkleistung erfasst. Es wird also bspw. erfasst, wenn demnächst oder zu einem bestimmten Zeitpunkt die Wirkleistung erhöht oder verringert werden soll. Entsprechend wird die eingespeiste Wirkleistung verändert.
  • Dazu wird nun ein Begrenzen einer zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und außerdem oder alternativ unmittelbar danach vorgeschlagen. Dies wird vorgeschlagen, um einer Spannungserhöhung am Transformatorpunkt und/oder im Netzabschnitt entgegen zu wirken.
  • Hier wird also gezielt eine zeitliche Veränderung der eingespeisten Blindleistung vorgeschlagen und das kann besonders das Vorgeben einer Rampe, also eines Gradienten bedeuten, oder eines Grenzgradienten, der festlegt, wie schnell maximal die Blindleistung verändert wird. Eine solche Beschränkung wird für die Wirkleistung aber nicht vorgesehen. Die Wirkleistung kann also unmittelbar zu dem Zeitpunkt, zu dem sie reduziert werden muss, reduziert werden. Sie braucht nicht schon vorher reduziert zu werden. Für die Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung wird dies auch für diesen Zeitpunkt bzw. an diesem Zeitpunkt beginnend oder unmittelbar danach beginnend vorgeschlagen.
  • Ebenso kann dies auch für eine Wirkleistungserhöhung vorgesehen sein. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Wirkleistung erhöht werden soll bzw. besonders zu dem sie erhöht werden darf, wird sie dann auch sofort auf den neuen Wert erhöht, so dass sofort so viel Wirkleistung wie möglich und erlaubt eingespeist werden kann. Es wird dabei vermieden, dass die Wirkleistung von demselben Zeitpunkt aus verlangsamt mit einer Rampe hochgefahren wird, denn dadurch würden sich wieder Ertragsverluste ergeben.
  • Außerdem ist hierdurch auch eine vergleichsweise schnelle und auch einfache Umsetzung möglich, weil bei dieser Variante besonders zur Wirkleistungsreduzierung nicht vorausgeplant werden muss.
  • Vorzugsweise wird die vorgeschlagene Begrenzung nur temporär durchgeführt, nämlich nur für das Ereignis der Verringerung der Wirkleistungseinspeisung.
  • Das Verfahren zur Begrenzung der Blindleistungsgradienten ist besonders Vorteilhaft, wenn der Windpark direkt am UW angeschlossen ist und sich in einer cos(φ)-Regelung befindet. Hier wurde besonders erkannt, dass unterschiedliche Verhältnisse von Wirkwiderstand zu Blindwiderstand zwischen Abschnitten im elektrischen Versorgungsnetz einerseits und Abschnitten in einem Transformator andererseits zu erwarten sind. Dadurch ist es problematisch, Spannungen in beiden Abschnitten konstant zu halten. Hier wird auch berücksichtigt, dass cos(cp) zur Spannungsregelung für Leitungen gut geeignet sein kann, wohingegen eine spannungsabhängige Blindleistungsregelung (Q(U)) am Transformator, also besonders an einem Umspannwerk, und im elektrischen Versorgungsnetz häufig besser geeignet sind. Es wurde auch erkannt, dass zu berücksichtigen ist, dass in manchen Anordnungen eine spannungsabhängige Blindleistungsregelung nicht vorgesehen ist oder nur aufwändig umsetzbar ist. Dann muss ggf. eine Spannungsregelung unter Verwendung von cos(cp) durchgeführt werden. Alternativ wird statt der Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung ein temporäres Aktivieren einer Spannungsregelung in Abhängigkeit des Veränderns der eingespeisten Wirkleistung vorgeschlagen. Vorzugsweise ist dieses temporäre Aktivieren für einen Zeitraum von weniger als 10 Minuten vorgesehen. Diese temporäre Spannungsregelung arbeitet so, dass während und/oder unmittelbar nach dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung eine Spannungsregelung an einem Referenzpunkt, insbesondere am Netzverknüpfungspunkt, durchgeführt wird, um die Spannung am Referenzpunkt bzw. Netzverknüpfungspunkt dynamisch auszuregeln, und/oder entlang einer Trajektorie zu führen, insbesondere entlang einer Rampe. Ob auf eine Spannung am Netzverknüpfungspunkt oder an einem anderen Referenzpunkt, wie beispielsweise dem Transformatorpunkt, geregelt wird, kann auch von einer Vorgabe durch den Netzbetreiber abhängen.
  • Es wird somit gemäß dieser Variante eine Spannungsregelung vorgeschlagen, bei der die Spannung besonders über eine Blindleistungseinstellung geregelt werden kann. Eine Spannung mittels Einstellen einer Blindleistung zu regeln ist grundsätzlich bekannt, aber hier wird vorgeschlagen, eine solche Regelung nur temporär anzuwenden. Nur für das kurze Ereignis der Wirkleistungsreduzierung wird diese Spannungsregelung vorgeschlagen. Besonders kann ansonsten eine cos(cp) - Regelung vorliegen, die für das Ereignis des Veränderns der Wirkleistung ausgesetzt wird.
  • Insbesondere ist die temporär aktivierte Spannungsregelung nur beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach aktiv. Die Spannungsregelung arbeitet so, dass die Spannung am Netzverknüpfungspunkt von einem Wert, der durch das Verändern der eingespeisten Wirkleistung verändert wird, ganz oder teilweise auf einen Wert zurückgeführt wird, den die Spannung am Netzverknüpfungspunkt unmittelbar vor dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung aufwies. Hier wird somit besonders vorgeschlagen, die Spannung auf den alten Wert zurückzuführen. Das soll dynamisch erfolgen, um Signalspitzen zu vermeiden. Bspw. kann dafür ein schwingungsfreies Verhalten eines Verzögerungsgliedes zweiter Ordnung vorgegeben werden. Vorzugsweise wird das Verhalten, wie die Spannung geführt, nämlich besonders zurückgeführt werden soll, durch eine Trajektorie fest vorgegeben. Damit ist ein Spannungsverlauf fest vorgegeben und das Verhalten kann dadurch kotrolliert werden. Signalspitzen werden dadurch vermieden.
  • Vorzugsweise wird die temporär aktivierte Spannungsregelung insbesondere dann durchgeführt, wenn der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar mit einem Transformatorpunkt verbunden ist, wenn also keine Anschlussverbindung vorhanden ist bzw. die Anschlussverbindung auf das Blindleistung-Spannungsverhalten keinen oder keinen signifikanten Einfluss hat. Hierzu wurde besonders erkannt, dass kein Einfluss durch eine Anschlussverbindung vorliegt und daher eine unmittelbare Spannungsregelung auf den Referenzpunkt vorteilhaft sein kann.
  • Vorzugsweise erfolgt das Begrenzen der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung so, dass die eingespeiste Blindleistung gemäß einer Änderungsfunktion, insbesondere gemäß einer Rampe mit einer dem Betrage nach begrenzten Steigung verändert wird. Es wird somit eine Rampe zum Verändern der Blindleistung vorgegeben und dadurch ein Blindleistungssprung vermieden. Die Steilheit dieser Rampe und damit die Geschwindigkeit der Veränderung der Blindleistung wird hier vorzugsweise als Grenze vorgegeben, so dass diese jedenfalls nicht überschritten wird. Eine geringere Steigung kann aber in Betracht kommen.
  • Außerdem oder alternativ erfolgt das Begrenzen so, dass für die eingespeiste Blindleistung ein Gradientengrenzwert vorgegeben wird, der eine dem Betrage nach maximale zeitliche Änderung der eingespeisten Blindleistung vorgibt, insbesondere so, dass die eingespeiste Blindleistung mit einem zeitlichen Gradienten geändert wird, der dem Betrage nach den Gradientengrenzwert nicht überschreitet. Auch hierdurch wird durch einen solchen Gradientengrenzwert eine maximale Veränderungsgeschwindigkeit vorgegeben, die nicht überschritten werden kann. Eine schwächere Änderung ist aber zugelassen. Dadurch ist die Veränderung der Blindleistung im Grunde frei wählbar, wird aber hinsichtlich zu starker zeitlicher Änderungen begrenzt.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der Transformator eine Primärseite aufweist, an der der Transformatorpunkt angeschlossen ist, dass der Transformator eine Sekundärseite aufweist, an der der Netzabschnitt angeschlossen ist, und dass der Transformator als Stufentransformator ausgebildet ist und ein Übertragungsverhältnis von der Primärseite zur Sekundärseite einstellen kann, um dadurch eine Spannungshöhe am Transformatorpunkt zu steuern. Somit wird für diese Ausführungsform ein solcher Stufentransformator zugrundegelegt und dafür wird vorgeschlagen, dass die Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung so erfolgt, dass eine aus der Veränderung der eingespeisten Blindleistung resultierende Spannungsänderung am Transformatorpunkt bzw. an der Primärseite so langsam ist, dass der Stufentransformator sie ausregeln kann.
  • Hier wurde besonders erkannt, dass die Blindleistung auch die Spannungshöhe an der Primärseite des Transformators beeinflussen kann. Ein dort verwendeter Stufentransformator kann zwar eine Spannungsänderung ausregeln, so dass also eine Spannungsänderung an der Primärseite nicht oder reduziert zu einer entsprechenden Spannungsänderung an der Sekundärseite führt, er kann dies aber nur vergleichsweise langsam.
  • Somit wurde erkannt, die Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung an die Dynamik des Stufentransformators anzupassen. Besonders durch eine entsprechend flache Rampe zum Steuern der Veränderung der Blindleistung kann entsprechend erreicht werden, dass auch die Spannung an der Primärseite des Stufentransformators sich nur entsprechend langsam verändert. Dabei wird grundsätzlich vorgeschlagen, die Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung nur dann vorzusehen, wenn eine durchzuführende Änderung der einzuspeisenden Wirkleistung erfasst wurde, wenn also gewollte Gradienten der Wirkleistung bzw. der Blindleistung vorliegen. Die Begrenzung ist also nur temporär vorgesehen und soll nicht jegliche Änderungen begrenzen.
  • Vorzugsweise ist hier vorgesehen, dass für die Veränderung der Blindleistung eine Rampenfunktion vorgegeben wird, die eine Veränderung von einem Blindleistungsanfangswert zu einem Blindleistungsendwert vorgibt und dafür wenigstens eine Dauer von einer Minute vorsieht, insbesondere von wenigstens zwei Minuten und vorzugsweise von wenigstens fünf Minuten. Damit wird die Veränderungsgeschwindigkeit der Blindleistung signifikant begrenzt und im Grunde an eine Dynamik des Stufentransformators angepasst. Dabei ist zu beachten, dass eine Veränderung der Blindleistung, wenn sie nicht wie vorgeschlagen begrenzt wird, durch eine Einspeiseeinheit, die einen Wechselrichter verwendet, in wenigen Sekunden oder noch schneller durchgeführt werden kann. Es wird also eine Verlangsamung um ein Vielfaches gegenüber den technischen Möglichkeiten eines Wechselrichters vorgeschlagen.
  • Insbesondere wird vorgeschlagen, dass trotz Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung für die eingespeiste Wirkleistung keine Begrenzung einer zeitlichen Veränderung vorgesehen ist. Es wird also ausdrücklich vorgeschlagen, für die Wirkleistung und die Blindleistung unterschiedliche Dynamiken vorzusehen, nämlich für die Blindleistung eine sehr langsame Dynamik und für die Wirkleistung eine schnelle bzw. unbegrenzte Dynamik. Die Veränderung der Wirkleistung ist dann nur noch technisch bedingt durch die dezentrale Einspeiseeinheit und insbesondere durch ihren Wechselrichter. Aber selbst eine Veränderung der Leistungsentnahme aus dem Wind bei einer Windenergieanlage kann bei modernen pitchgesteuerten Windenergieanlagen innerhalb weniger Sekunden durchgeführt werden. Eine solche Geschwindigkeit der Veränderung der Wirkleistung soll hier auch zugelassen werden, während die Blindleistung aber in ihrer zeitlichen Veränderung begrenzt ist, nämlich insbesondere im Vergleich zu der genannten Veränderungsgeschwindigkeit der Wirkleistung sehr stark beschränkt ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach eine Spannungsregelung am Netzverknüpfungspunkt oder an einem anderen Punkt im Netz, insbesondere der Sekundärseite des Transformators, durchgeführt wird, um die Spannung an diesem Punkt, der somit auch als Regelpunkt bezeichnet werden kann, auf einen Wert auszuregeln, oder entlang einer Trajektorie zu führen, insbesondere entlang einer Rampe.
  • Es wird somit insbesondere vorgeschlagen, dass die Veränderung der Blindleistung temporär in eine Regelschleife eingebunden wird. Diese Regelschleife erfasst die Spannung am Netzverknüpfungspunkt oder einen anderen Punkt bzw. Regelpunkt im Netz, wobei das auch indirekt über einen Messfilter oder Zustandsbeobachter erfolgen könnte, vorzugsweise aber direkt über eine Messung erfolgt, und führt diese so erfasste Spannung am Netzverknüpfungspunkt für die Regelung zurück. Besonders wird dann ein Soll-Istwert-Vergleich durchgeführt, bei dem ein Soll-Spannungswert mit einem Ist-Spannungswert verglichen wird, nämlich mit der erfassten Spannung, und diese Regelabweichung wird dann als Eingangsgröße zur Blindleistungsregelung verwendet. Die Blindleistung wird also in Abhängigkeit einer solchen Spannungsabweichung eingestellt. Hierüber kann auch eine Steuerung der Spannung entlang einer Trajektorie durchgeführt werden, indem nämlich statt eines konstanten Spannungswertes ein Spannungsverlauf als Spannungssollwert vorgegeben wird und mit diesem wird dann der beschriebene Vergleich mit der erfassten Spannung, also mit der Ist-Spannung, durchgeführt.
  • Besonders kann durch eine solche Führung der Spannung entlang einer Trajektorie ein gewünschter Spannungsverlauf vorgegeben werden und auch dies kann so erfolgen, dass der Spannungsverlauf zu einer Spannungsänderung nicht nur am Netzanschlusspunkt, sondern auch an der Primärseite des Transformators, also am Transformatorpunkt führt, die der Stufentransformator ausregeln kann. Damit werden also zu starke Spannungsänderungen durch eine gezielte Regelung vermieden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für das Einspeisen elektrischer Blindleistung eine Leistungsfaktorregelung vorgesehen ist, die auch als cos(φ)-Regelung bezeichnet werden kann. Bei einer solchen Leistungsfaktorregelung wird die eingespeiste Blindleistung in Abhängigkeit der eingespeisten Wirkleistung so eingestellt, dass sich ein vorgegebener Leistungsfaktor, der auch als cos(cp) bzw. cosφ bezeichnet wird, ergibt. Hierbei wird bei der Veränderung der eingespeisten Wirkleistung die eingespeiste Blindleistung zunächst zeitgleich so mit verändert, dass der Leistungsfaktor unverändert bleibt. Es wird dann aber ein neuer Wert für den Leistungsfaktor in Abhängigkeit einer sich als Folge der Veränderung der Wirkleistung und Blindleistung verändernden Spannung am Netzverknüpfungspunkt vorgegeben. Der neue Wert für den Leistungsfaktor kann aber auch in Abhängigkeit einer sich als Folge der Veränderung der Wirkleistung und Blindleistung zu erwartenden verändernden Spannung am Netzverknüpfungspunkt vorgegeben werden. Mit anderen Worten führt eine Veränderung der Wirkleistung und Blindleistung zu einer Veränderung der Spannung. Dem kann durch Veränderung des Leistungsfaktors entgegenwirkt werden. Dies kann entweder so erfolgen, dass die unmittelbar resultierende Spannungsänderung möglichst umgehend in einen veränderten Leistungsfaktor umgesetzt wird, um dadurch der Spannung entgegen zu wirken, oder diese Spannungsänderung kann bereits antizipiert werden.
  • Aufgrund der Topologie oder früherer Messungen kann gut bekannt sein, wie sich die Spannung am Netzverknüpfungspunkt als Reaktion auf die Veränderung der Wirkleistung und Blindleistung verändern wird. Insoweit eine solche Veränderung der Spannung nicht gewünscht ist, kann dem durch entsprechende Veränderung des Leistungsfaktors entgegenwirkt werden, besonders so, dass gleich zu Beginn der Veränderung der Wirkleistung der Leistungsfaktor verändert wird, so dass sich die Blindleistung erst gar nicht so verändert, dass eine unerwünscht hohe Spannungsänderung am Netzverknüpfungspunkt oder einem anderen Punkt bzw. Regelpunkt im Netz auftritt.
  • Jedenfalls wird in beiden Fällen das Ergebnis ein veränderter Leistungsfaktor sein, der nämlich gegenüber der beschriebenen Anfangssituation verändert ist. Es wird nun vorgeschlagen, diesen veränderten Leistungsfaktor zu dem früheren Leistungsfaktor wieder zurückzuführen, nämlich auf den damals und immer noch vorgegebenen Leistungsfaktor. Der Leistungsfaktor wurde also nur vorübergehend verändert, um der Veränderung der Spannung am Netzverknüpfungspunkt, oder einem anderen Punkt bzw. Regelpunkt im Netz entgegen zu wirken. Der Leistungsfaktor wird also wieder zurückgeführt, wobei die Rückführung verzögert und außerdem oder alternativ über eine Zeitfunktion durchgeführt wird.
  • Es wird also auch hier vorgeschlagen, den Leistungsfaktor nicht über eine Sprungfunktion, die auch als Stufenfunktion bezeichnet werden kann, zurückzuführen, sondern allmählich. Das kann über unterschiedliche Verzögerungen erfolgen, wie bspw. auch über ein PT1-Verhalten, um nur eine Variante zu nennen. Es kann aber auch über eine entsprechende Zeitfunktion zurückgeführt werden und eine einfache Zeitfunktion ist eine entsprechende Rampe, die bei dem temporär veränderten Leistungsfaktor beginnt und bei dem bisherigen, also vorgegebenen Leistungsfaktor endet. Statt einer Rampe kommen aber auch andere Funktionen in Betracht, die sollten möglichst aber keine oder allenfalls kleine Sprungstellen aufweisen.
  • Hiermit wird somit eine Lösung für eine übliche Einspeisung unter Verwendung einer Leistungsfaktorregelung zugrundegelegt. Eine solche Leistungsfaktorregelung sieht grundsätzlich vor, einen festen Leistungsfaktor einzuhalten und bei Wirkleistungsänderungen die Blindleistung gemäß diesem Leistungsfaktor immer entsprechend mit zu verändern. Für dieses Regelungskonzept wird vorgeschlagen, es möglichst unverändert zu lassen, für den beschriebenen kritischen Fall der unerwünscht starken Veränderung der Spannung am Netzverknüpfungspunkt aber vorübergehend den Leistungsfaktor zu verändern. Es braucht also nur die beschriebene Leistungsfaktoränderung vorgenommen zu werden und die insgesamt implementierte Leistungsfaktorregelung kann aber bestehen bleiben.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass
    • - für das Einspeisen elektrischer Blindleistung eine Leistungsfaktorregelung (cos(φ)-Regelung) vorgesehen ist, bei der die eingespeiste Blindleistung in Abhängigkeit der eingespeisten Wirkleistung so eingestellt wird, dass sich ein vorgegebener Leistungsfaktor (cos(cp)) ergibt, wobei
    • - bei der Veränderung der eingespeisten Wirkleistung diese entlang einer Rampe oder Trajektorie verändert wird. Diese Veränderung wird insbesondere in einer Zeit von weniger als einer Minute, insbesondere im Bereich von 10 Sekunden bis 40 Sekunden durchgeführt.
  • Dazu wird weiter vorgeschlagen, dass
    • - beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung entlang der Rampe oder Trajektorie eine Spannungsregelung verwendet wird, um die Spannung an dem Referenzpunkt konstant zu halten, zumindest um einer Spannungsveränderung durch das Verändern der eingespeisten Wirkleistung entgegenzuwirken, wobei die Spannungsregelung dazu die Blindleistung einstellt und die Leistungsfaktorregelung (cos(cp)-Regelung) während dieser Spannungsregelung deaktiviert ist,
    • - nach der Veränderung der eingespeisten Wirkleistung ein Blindleistungswert, der aus der Spannungsregelung resultiert, auf einen neuen Blindleistungswert geführt wird, der sich durch die deaktivierte Leistungsfaktorregelung (cos(cp)-Regelung) ergäbe, wobei
    • - der Blindleistungswert insbesondere über eine Rampe und/oder Trajektorie auf den neuen Blindleistungswert geführt wird. Für diese Rückführung ist vorzugsweise ein Zeitraum von 2 Minuten bis 10 Minuten vorgesehen, insbesondere ein Zeitraum von 3 bis 7 Minuten, Anschließend wird dann die deaktivierte Leistungsfaktorregelung (cos(cp)-Regelung) wieder aktiviert, nämlich sobald der Blindleistungswert den neuen Blindleistungswert erreicht hat.
  • Demnach wird auch hier zunächst von einem regulären Einspeisen mit Wirkleistungseinspeisung (P) und Blindleistungseinstellung (Q) entsprechend einem eingestellten Leistungsfaktor cos(cp) ausgegangen. Dann erfolgt eine Wirkleistungsrampe mit temporär aktivierter Spannungsregelung. Dabei ergibt sich am Ende ein geänderter Q-Wert, der so gewählt ist bzw. sich so durch die Spannungsregelung einstellt, dass möglichst die Spannung im Wesentlichen auf dem alten Wert festgehalten wird.
  • Dann erfolgt ein Ermitteln der Differenz zwischen einem Blindleistungssollwert (Q-Sollwert) entsprechend der Leistungsfaktorregelung (cos(cp)-Regelung) und dem aktuellen Blindleistungswert (Q-Wert) entsprechend der Spannungsregelung. Anschließend erfolgt ein langsames Hinrampen des Blindleistungswertes (Q-Wertes) auf den Wert entsprechend der Leistungsfaktorregelung (cos(cp)-Regelung). Das wird so durchgeführt, dass sich nur eine kontinuierliche Veränderung der Spannung ergibt. Ein Stufensteller. also ein Stelltransformator, kann dann auf diese kontinuierliche Spannungsänderung reagieren.
  • Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass das Verändern der eingespeisten Wirkleistung über einen Wirkleistungssprung durchgeführt wird, obwohl hingegen das Verändern der Blindleistung über eine Zeitfunktion, insbesondere über eine Rampenfunktion durchgeführt wird. Hierdurch wird besonders erreicht, dass eine Wirkleistungsänderung möglichst schnell durchgeführt werden kann, um Leistungsverluste zu vermeiden. Unerwünschte Spannungssprünge oder anderweitig unerwünschte Spannungsänderungen, besonders am Netzverknüpfungspunkt oder anderem Punkt im elektrischen Versorgungsnetz, können aber über die nichtsprunghafte Verstellung der Blindleistung vermieden werden. Die Wahl des Punktes, an dem unerwünschte Spannungssprünge oder anderweitig unerwünschte Spannungsänderungen vermieden werden, können von einem Netzbetreiber abhängen, indem er sie bspw. vorgibt.
  • Vorzugsweise ist die Begrenzung der Änderung der eingespeisten Blindleistung von Art und/oder Größe der Anschlussverbindung abhängig. Hier wurde besonders erkannt, dass die Anschlussverbindung, also insbesondere eine Leitung zwischen dem Netzverknüpfungspunkt und dem Transformatorpunkt, also dem Transformator, in ihrer Impedanz sehr unterschiedlich ausfallen kann. Es können Topologien mit großen und kleinen Impedanzen vorhanden sein, es kann aber besonders auch die Reaktanz, also der Blindanteil der Impedanz sehr unterschiedlich ausfallen. Je nach Leitungsart kann der Blindwiderstand, also der Blindanteil, ähnlich groß wie der ohmsche Widertand, also der Wirkanteil, der Impedanz sein, oder um ein Vielfaches größer als der ohmsche Widerstand. Das hat besonders Auswirkungen auf blindleistungsabhängige Spannungen bzw. darauf wie Blindleistungsänderungen die Spannung verändern. Vorzugsweise wird das bei der Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung berücksichtigt.
  • Erfindungsgemäß wird auch eine Windenergieanlage vorgeschlagen zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz, wobei
    • - die Windenergieanlage zum Einspeisen der elektrischen Leistung an einen Netzverknüpfungspunkt angeschlossen ist,
    • - der Netzverknüpfungspunkt über eine Anschlussverbindung mit einem Transformatorpunkt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Netzverknüpfungspunkt über die Anschlussverbindung an den Transformatorpunkt,
    • - der Transformatorpunkt über einen Transformator mit einem Netzabschnitt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Transformatorpunkt über den Transformator zum Netzabschnitt, und die Windenergieanlage umfasst
    • - einen Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Wirkleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt,
    • - eine Wechselrichtersteuerung zum Steuern eines Einspeisens elektrischer Blindleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, eine Eingabeschnittstelle zum Erfassen einer durchzuführenden Änderung der einzuspeisenden Wirkleistung, wobei
    • - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist zum Verändern der eingespeisten Wirkleistung entsprechend der erfassten, durchzuführenden Änderung, und wobei
    • - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist zum Begrenzen einer zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach, um einer Spannungserhöhung am Transformatorpunkt und/oder im Netzabschnitt entgegen zu wirken, und/oder
    • - die Wechselrichtersteuerung dazu vorbereitet ist, ein temporäres Aktivieren einer Spannungsregelung in Abhängigkeit des Veränderns der eingespeisten Wirkleistung durchzuführen, um während und/oder unmittelbar nach dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung eine Spannungsregelung an einem Referenzpunkt, insbesondere am Netzverknüpfungspunkt durchzuführen, um die Spannung am Referenzpunkt bzw. Netzverknüpfungspunkt dynamisch auszuregeln, und/oder entlang einer Trajektorie zu führen, insbesondere entlang einer Rampe.
  • Besonders wird hier das Einspeisen mittels eines Wechselrichters durchgeführt, der seine Leistung von einem Generator erhält. Der Wechselrichter kann über die Wechselrichtersteuerung angesteuert werden und darüber können auch weitere Verfahrensschritte gesteuert werden. Besonders kann eine solche Wechselrichtersteuerung das Verändern der eingespeisten Wirkleistung entsprechend der erfassten, durchzuführenden Änderung steuern und sie kann auch die zeitliche Veränderung der eingespeisten Blindleistung begrenzen. Besonders kann die Wechselrichtersteuerung dafür jeweils entsprechende Steuerungsregelungsalgorithmen umsetzen und resultierende Sollwerte für die Wirkleistung, Blindleistung und/oder den Leistungsfaktor bzw. Phasenwinkel erzeugen. Diese Sollwerte können dann entsprechend von dem Wechselrichter umgesetzt werden. Hierbei kann auch ein Sollwert für einen einzuspeisenden Strom vorgegeben werden.
  • Vorzugsweise ist die Windenergieanlage dazu vorbereitet, ein Verfahren gemäß wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Dazu können entsprechende Algorithmen in der Wechselrichtersteuerung oder einer anderen Steuereinheit implementiert sein, vorzugsweise ist wenigstens ein Spannungssensor vorgesehen, um eine Spannung am Netzverknüpfungspunkt oder einen anderen Punkt im Netz zu erfassen.
  • Erfindungsgemäß wird zudem ein mehrere Windenergieanlagen umfassender Windpark vorgeschlagen, der wenigstens eine erfindungsgemäße Windenergieanlage umfasst, und/oder wenigstens ein Verfahren gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, die ein Verfahren zum Einspeisen betreffen, ausführen kann. Dazu kann das entsprechende Verfahren in einer zentralen Steuereinheit des Windparks implementiert sein oder wird durch die Windenergieanlage jeweils einzeln ausgeführt.
  • Erfindungsgemäß wird auch eine Einspeiseanordnung zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz vorgeschlagen, umfassend
    • - eine dezentrale Einspeiseeinheit, insbesondere eine Windenergieanlage,
    • - einen Netzverknüpfungspunkt,
    • - einen Transformator mit einem Transformatorpunkt, wobei
    • - die Einspeiseeinheit zum Einspeisen der elektrischen Leistung an den Netzverknüpfungspunkt angeschlossen ist,
    • - der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar oder über die Anschlussverbindung mit dem Transformatorpunkt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Netzverknüpfungspunkt über die Anschlussverbindung an den Transformatorpunkt,
    • - der Transformatorpunkt über den Transformator mit einem Netzabschnitt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Transformatorpunkt über den Transformator zum Netzabschnitt, und die Einspeiseanordnung umfasst
    • - einen Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Wirkleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt,
    • - eine Wechselrichtersteuerung zum Steuern eines Einspeisens elektrischer Blindleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, eine Eingabeschnittstelle zum Erfassen einer durchzuführenden Änderung der einzuspeisenden Wirkleistung, wobei
    • - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist zum Verändern der eingespeisten Wirkleistung entsprechend der erfassten, durchzuführenden Änderung, und wobei
    • - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist zum Begrenzen einer zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach, um einer Spannungserhöhung am Transformatorpunkt und/oder im Netzabschnitt entgegen zu wirken und/oder
    • - die Wechselrichtersteuerung dazu vorbereitet ist, ein temporäres Aktivieren einer Spannungsregelung in Abhängigkeit des Veränderns der eingespeisten Wirkleistung durchzuführen, um während und/oder unmittelbar nach dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung eine Spannungsregelung an einem Referenzpunkt, insbesondere am Netzverknüpfungspunkt durchzuführen, um die Spannung am Referenzpunkt bzw. Netzverknüpfungspunkt dynamisch auszuregeln, und/oder entlang einer Trajektorie zu führen, insbesondere entlang einer Rampe.
  • Die Einspeiseanordnung weist somit wenigstens eine dezentrale Einspeiseeinheit auf, insbesondere eine Windenergieanlage, und zusätzlich auch einen Netzverknüpfungspunkt, eine Anschlussverbindung einen Transformator mit einem Transformatorpunkt. Ansonsten ergibt sich ihre Ausgestaltung und Funktionsweise gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
  • Vorzugsweise weist die Einspeiseanordnung somit eine Windenergieanlage gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform einer Windenergieanlage auf. Außerdem oder alternativ weist sie einen Windpark gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform eines Windparks auf. Außerdem oder alternativ ist die Einspeiseanordnung dazu vorbereitet, ein Verfahren gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform eines Verfahrens auszuführen.
  • Die Wirkung und die Vorteile ergeben sich entsprechend aus den jeweiligen Erläuterungen der jeweiligen Ausführungsformen sinngemäß.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren exemplarisch näher beschrieben.
    • 1 zeigt eine Windenergieanlage in einer perspektivischen Darstellung.
    • 2 zeigt einen Windpark in einer schematischen Darstellung.
    • 3 zeigt eine Einspeiseanordnung in einer schematischen Darstellung.
    • 4 zeigt ein Ersatzschaltbild zur Einspeiseanordnung der 3.
    • 5 zeigt ein Diagramm einer Einspeiseänderung gemäß dem Stand der Technik.
    • 6 zeigt ein weiteres Diagramm einer Einspeiseänderung.
    • 7 zeigt ein Diagramm einer Einspeiseänderung gemäß einer vorgeschlagenen Ausführungsform.
    • 8 zeigt ein Diagramm einer Einspeiseänderung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
    • 9 zeigt ein Diagramm einer Einspeiseänderung gemäß einer noch weiteren Ausfü h ru ngsform.
  • 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. Zum Einspeisen ist ein Wechselrichter 130 vorgesehen, der über eine Wechselrichtersteuerung 132 gesteuert werden kann. Die Wechselrichtersteuerung ist zudem mit einer Eingabeschnittstelle 134 versehen, über die Sollwerte, besonders ein Wirkleistungssollwert Ps eingegeben werden kann.
  • 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. Es ist auch eine Stufentransformator 124 vorgesehen, der über eine Anschlussverbindung 122 mit dem Einspeisepunkt 118 verbunden ist, der auch als Netzverknüpfungspunkt bezeichnet werden kann. Über den Stufentransformator 124 wird die Spannung weiter auf die Spannung im Versorgungsnetz 120 hoch transformiert. Die Windenergieanlagen 100 können wie in 1 gezeigt ausgebildet sein, einschließlich Wechselrichter 130 und Wechselrichtersteuerung 132 mit Eingabeschnittstelle 134. Es kann aber auch eine für den Park 112 zentrale Steuerung vorgesehen sein.
  • 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, indem beispielsweise auch ein Transformator am Ausgang jeder Windenergieanlage 100 vorhanden ist, um nur ein anderes Ausführungsbeispiel zu nennen.
  • Die Einspeiseanordnung 300 der 3 weist einen Windpark 302 als dezentrale Einspeiseeinheit auf. Dieser Windpark 302 ist an einem Netzverknüpfungspunkt 304 angeschlossen und über ein Verbindungskabel 306, das hier eine Anschlussverbindung bildet, über eine Sammelschiene 308 mit einem Transformatorpunkt 310 verbunden. Die Sammelschiene 308 kann auch als Teil des Transformatorpunkts 310 angesehen werden, weil die Sammelschienen 308 im Grunde die Anschlusshardware des Transformatorpunkts 310 bildet. Somit ist das Verbindungskabel 306 mit dem Transformatorpunkt 310 verbunden.
  • Das Verbindungskabel 306 ist hier beispielhaft auf eine Spannungshöhe von 20kV ausgelegt und diese Spannung kann über einen Transformator 312 auf eine höhere Spannung transformiert werden, die hier beispielhaft 110kV beträgt und die Spannungshöhe des Netzabschnitts 314 bildet. Entsprechend ist der Transformator 312 mit dem Netzabschnitt 314 verbunden. Der Transformator weist hier eine Primärseite 316 und eine Sekundärseite 318 auf.
  • Veranschaulichend ist parallel zum Verbindungskabel 306 ein Parallelstrang 320 veranschaulichend gezeigt, der ebenfalls den Netzverknüpfungspunkt 304 mit der Sammelschiene 308 bzw. dem Transformatorpunkt 310 verbinden kann, wenn ein ebenfalls veranschaulichender Trennschalter 322 geschlossen ist. Ebenfalls veranschaulichend sind verschiedene Verbraucher, nämlich beispielhaft industrielle Verbraucher 324 und nicht industrielle Verbraucher 326 im Bereich des Verbindungskabels 306 oder des Parallelstrangs 320 angedeutet, die dort jeweils angeschlossen sein können. Trotz gleicher Bezugszeichen 324 bzw. 326 können diese Verbraucher dennoch unterschiedlich sein.
  • Für diese gezeigte Einspeiseanordnung 300 ist nun ein Verfahren vorgesehen, bei dem der Windpark als repräsentative dezentrale Einspeiseeinheit sowohl Wirkleistung als auch Blindleistung an dem Netzverknüpfungspunkt 304 einspeist. Die eingespeiste Wirkleistung kann dann gemäß einer entsprechenden Vorgabe, also einer durchzuführenden Änderung, verändert werden. Bspw. kann sie bei entsprechender Vorgabe halbiert werden. Gleichzeitig wird dabei eine zeitliche Veränderung der eingespeisten Blindleistung begrenzt. Dies erfolgt so, dass einer Spannungserhöhung am Transformator 312, nämlich am Transformatorpunkt 310 und/oder am Netzverknüpfungspunkt 304 entgegengewirkt wird. Das muss nicht bedeuten, dass eine Spannungserhöhung hier ausgeschlossen wird, sie wird aber zumindest gegenüber einer Spannungserhöhung dem Betrage nach reduziert, die sich ohne eine solche zeitliche Veränderung der eingespeisten Blindleistung ergeben würde.
  • Hierdurch kann erreicht werden, dass bei einer ungünstigen oder sogar falschen Parametrisierung einer cos(cp)-Regelung oder -Steuerung Spannungssprünge am Transformator und/oder am Netzverknüpfungspunkt begrenzt werden. Eine solche ungünstige Parametrisierung kann bspw. abhängig eines Blindleistungshaushaltes auftreten, wenn bspw. eine Blindleistungseinspeisung oder -wirkung falsch eingeschätzt wird, oder Blindleistung nicht so geliefert werden kann, wie vorgesehen.
  • Bei einer richtigen, optimal oder idealen Parametrisierung wäre der cos(φ) am Netzverknüpfungspunkt so eingestellt, dass die Spannung sich bei einer Leistungsänderung kaum verändern würde. Für den Fall, dass ein Windpark unmittelbar an einer Sammelschiene wie der der Sammelschiene 310 angeschlossen ist, wäre im Idealfall ein rein induktiver Charakter anzunehmen und cos(cp) auf Eins parametrisiert. Es treten aber regelmäßig Abweichungen von diesem Idealzustand auf, die hier berücksichtigt werden.
  • Die 4 zeigt nun ein Ersatzschaltbild beispielhaft für die Einspeiseanordnung 300 der 3 bzw. für einen Teil davon. Das Ersatzschaltbild der 4 geht dabei grundsätzlich zunächst davon aus, dass der Trennschalter 322 wie in 3 gezeigt geöffnet ist. Wäre er geschlossen, ergäbe sich aber ein ganz ähnliches Ersatzschaltbild, allerdings mit anderen konkreten Werten, nämlich mit anderen konkreten Impedanzen bzw. zumindest einer anderen Impedanz.
  • Entsprechend zeigt 4 zunächst wieder den Windpark 302, der in dem Netzverknüpfungspunkt 304 einspeist. Der Verbindungsabschnitt zur Sammelschiene 308 und damit zum Transformatorpunkt 310 weist eine Verbindungsimpedanz 406 auf. Diese Verbindungsimpedanz 406 ist als Impedanz Z3 bezeichnet. Hier sind sehr konkrete Werte angegeben, auf die sich auch die Ergebnisse der noch nachfolgend gezeigten Diagramme beziehen. Diese nachfolgend genannten und erläuterten Werte sind aber nur beispielhaft genannt und können sowohl kleine, als auch große Abweichungen davon aufweisen.
  • Jedenfalls weist die beispielhafte Verbindungsimpedanz 406 einen ohmschen Anteil, also Wirkanteil von 5,78Ω auf und einen Blindwiderstandswert, also Blindanteil von 4,83Ω. Wie schon erläutert kommt es auf die exakten Werte nicht an, für die Verbindungsimpedanz 406 ist aber festzustellen, dass sie hier etwa einen gleich großen Wirk- und Blindanteil aufweist. Ein Wirkstrom und ein Blindstrom jeweils gleicher Amplitude würden somit an dieser Verbindungsimpedanz 406 etwa zu gleichen Spannungsabfällen führen.
  • An die Sammelschiene 308 bzw. den Transformatorpunkt schließt sich eine Transformatorimpedanz 412 und eine Netzimpedanz 414 eines überlagerten Netzes an. Das Netz bzw. der Netzabschnitt 314 kann auf die Primärseite 316 des Transformators 312 transformiert als Spannungsquelle 415 mit der Spannungshöhe 20kV angesehen werden. Sowohl die Transformatorimpedanz 412 als auch die Netzimpedanz 414 sind somit Impedanzen, die auf die Niederspannungsseite, also die Spannungsseite der Primärseite 316 des Transformators 312 transformiert sind. Dabei steht die Transformatorimpedanz 412 entsprechend für eine transformierte Impedanz des Transformators. Die Netzimpedanz 414 steht für eine transformierte Impedanz des Netzabschnitts 314.
  • Auch hier sind beispielhafte Werte angegeben, die nachfolgend berücksichtigt wurden, die aber auch anders ausfallen können. Jedenfalls betragen die Werte der Transformatorimpedanz 412 0,14Ω für den ohmschen Anteil und 3Ω für den Anteil des Blindwiderstands. Bei der Netzimpedanz 414 liegt ein ohmscher Anteil von 0,07Ω und ein Anteil des Blindwiderstands von 0,4 Ω vor. Es ist zu erkennen, dass besonders die Transformatorimpedanz 412 einen sehr viel größeren Blindwiderstandswert als den Wert des ohmschen Widerstands aufweist. Hier liegt etwa ein Faktor von 20 zwischen beiden Anteilen. Es ist somit erkennbar, dass eine Veränderung des Blindstroms durch diese Transformatorimpedanz 412 eine wesentlich höhere Spannungsänderung zur Folge hat, als eine Veränderung des Wirkstroms. Entsprechend kann es besonders, aber nicht nur, an der Transformatorimpedanz 412 zu einer unerwünschten Spannungsänderung kommen, wenn Wirk- und Blindleistung, die von dem Windpark 302 eingespeist werden, in gleichen Maßen verändert werden.
  • Grundsätzlich kann die Einspeisung von Wirk- und Blindleistung, was auch die negative Einspeisung von Blindleistung beinhaltet, so ausgewählt sein, dass - anschaulich gesprochen - die Blindleistung einer Spannungserhöhung durch die Wirkleistung entgegenwirkt. Dies gilt jedenfalls am Netzverknüpfungspunkt, wenn eine hier dominierende Anschlussverbindung, also eine dominierende Kabelimpedanz der Anschlussverbindung vorhanden ist. Werden nun beide Werte gleich stark verändert, kann dies aber zu einer neuen Situation an einem anderen Punkt führen, bei der dieser Ausgleich nicht mehr vorhanden ist. Das wurde besonders als Problem bei Windparks erkannt, bei denen der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar oder mit wenig dominanter Anschlussverbindung mit einem Transformator, insbesondere Umspannwerk, verbunden sind. Das gilt besonders, wenn der Netzverknüpfungspunkt direkt mit dem Transformator verbunden ist, oder sich sogar im Umspannwerk befindet und wenn sich dabei die Windparks in einer cos(φ)-Regelung befinden. Das kann bspw. der Fall sein, wenn eine entsprechende Regelung des Blindleistungshaushaltes das erfordert. Es wurde erkannt, dass in einem solchen Fall der Wirkstrom kaum spannungshebend wirkt, der Blindstrom aber spannungssenkend wirkt. Fehlt in einem solchen Fall der Blindstrom, kommt es bei der Leistungserhöhung zu einer plötzlichen Erhöhung der Spannung.
  • Die nachfolgenden Diagramme veranschaulichen unterschiedliche Möglichkeiten, die Wirk- und Blindleistung zu verändern und zeigen daraus resultierende mögliche Auswirkungen auf.
  • 5 zeigt dabei ein Diagramm, das eine bekannte Art der Variation zeigt.
  • In dem Diagramm der 5 sind Leistungs- und Spannungsverläufe über die Zeit aufgetragen. Es wird dort zunächst von einer stabilen Einspeisesituation ausgegangen, bis zum Zeitpunkt tR eine Wirkleistungsreduzierung vorgegeben und dann auch umgesetzt wird. Insoweit zeigt das Diagramm eine eingespeiste Parkwirkleistung PWEA , die dort beispielhaft zum Reduktionszeitpunkt tR von beispielhaft 10MW auf etwa 3MW reduziert wird. Die Reduzierung erfolgt im Grunde sofort, so dass das Diagramm der 5 etwa einen stufenförmigen Verlauf für die Reduktion der Wirkleistung PWEA zeigt. Aufgrund eines fest vorgegebenen Phasenwinkels wird die eingespeiste Blindleistung QWEA ebenfalls zum Reduktionszeitpunkt tR reduziert, nämlich auch im Grunde stufenartig. Das Diagramm zeigt dann Abweichungen zwischen der Wirkleistung PWEA und der Blindleistung QWEA , die aber teilweise auch mit der Darstellung zusammenhängen und hier weniger von Bedeutung sind. Jedenfalls wird auch die eingespeiste Blindleistung QWEA mit der Wirkleistung zusammen schnell reduziert.
  • Als Ergebnis bzw. als damit zusammenhängende Folgen können sich sowohl die Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt 304, als auch die Spannung Uss an der Sammelschiene 308, was wiederum der Spannung am Transformatorpunkt 310 entspricht, ändern.
  • Es ist zu erkennen, dass die Reduzierung der Wirkleistung PWEA und der Blindleistung QWEA zu einer Reduzierung der Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt führt. Das hängt besonders damit zusammen, dass die Verbindungsimpedanz 406 einen höheren ohmschen Anteil im Vergleich zum Blindleistungsanteil aufweist. Damit führt eine Verringerung der Wirkleistung zu einer Spannungsreduzierung, dem die gleichzeitige Reduzierung der Blindleistung entgegenwirkt. Da aber der Blindwiderstandsanteil der Verbindungsimpedanz 406 kleiner ist, als der ohmsche Anteil, kann die gleichzeitige Blindleistungsreduzierung der Spannungsabsenkung aufgrund der Wirkleistungsreduzierung nicht vollständig entgegenwirken. Bei einem für diesen Netzverknüpfungspunkt optimal eingestellten Phasenwinkel wäre die Spannungsänderung am Netzverknüpfungspunkt (NVP) aber minimal.
  • Bei der Spannung Uss an der Sammelschiene verhält es sich etwas anders, weil besonders die Transformatorimpedanz 412 aber auch, wenn auch etwas geringer, die Netzimpedanz bzw. transformierte Netzimpedanz 414 jeweils einen deutlich höheren Blindwiderstandsanteil im Vergleich zum ohmschen Anteil aufweisen. Dort ist der spannungshebende Effekt durch die Blindleistungsreduzierung stärker als der spannungssenkende Effekt durch die Wirkleistungsverringerung. Aus diesem Grunde steigt die Spannung an der Sammelschiene Uss zum Reduzierungszeitpunkt tR unerwünscht an.
  • Problematisch ist hierbei besonders, dass dieser Spannungsanstieg so schnell, nämlich unmittelbar mit der Wirkleistungsreduzierung und Blindleistungsreduzierung einhergeht, dass ein Stufentransformator dies nicht schnell genug kompensieren kann. Besonders der Transformator 312 kann hier als Stufentransformator ausgebildet sein um einem langsamen Spannungsanstieg am Transformatorpunkt 310 entgegenzusteuern.
  • Als erste Gegenmaßnahme wird im Stand der Technik vorgeschlagen, die Wirkleistung PWEA langsam zu reduzieren, so dass sich auch die Blindleistung QWEA langsam reduziert. Das ist in 6 gezeigt.
  • Aus 6 ist dabei in dem Diagramm aber zu erkennen, dass zum Erreichen eines Zielwertes für die zu reduzierende Wirkleistung PWEA , die zum Reduzierungszeitpunkt tR zu erreichen ist, die Reduzierung schon früher beginnen muss. Dafür wird die Reduzierung der Wirkleistung bereits zum Vorlaufzeitpunkt tv begonnen. Tatsächlich wird dadurch erreicht, dass sich auch die Spannung am Netzanschlusspunkt UNVP als auch die Spannung an der Sammelschiene entsprechend langsam verändert. Hier ist eine Zeitspanne von 400 Sekunden von dem Vorlaufzeitpunkt tv bis zum Reduktionszeitpunkt tR vorgesehen. Die gezeigten Veränderungen der Spannung, besonders die gezeigte Veränderung der Spannung an der Sammelschiene Uss ist dann ausreichend langsam, dass ein Stufentransformator diese Spannungsveränderung ausgleichen kann. Dies wird aber mit einer zu frühzeitigen Leistungsreduktion erreicht, die mit den beispielhaft genannten 400 Sekunden 6,5 Minuten zu früh beginnt und damit zu einer Einbuße führt. Diese Einbuße kann durch das angedeutete Energiedreieck 630 veranschaulicht werden.
  • Um das zu vermeiden, wird gemäß einer Ausführungsform ein langsames Reduzieren der Blindleistung vorgeschlagen, wie 7 verdeutlicht.
  • Gemäß dieser Ausführungsform, die in dem Diagramm der 7 veranschaulicht ist, wird somit vorgeschlagen, dass zum Reduktionszeitpunkt tR die von dem Windpark eingespeiste Wirkleistung PWEA wieder stufenförmig reduziert wird, während die eingespeiste Blindleistung QWEA aber zunächst konstant gehalten wird. Das führt dazu, dass sich ein größerer induktiver cos(cp) einstellt. Die Spannung am Netzverknüpfungspunkt UNVP bricht dadurch am Netzverknüpfungspunkt 304 stark ein.
  • Jedenfalls bricht aber die Spannung Uss an der Sammelschiene 308 nur wenig ein, denn sie hängt wegen der Ausgestaltung der Transformatorimpedanz 412 und transformierten Netzimpedanz 414 nur wenig von der Wirkleistung ab und erfährt somit durch die stufenförmige Reduzierung der eingespeisten Wirkleistung PWEA nur einen sehr geringen Einbruch.
  • Die eingespeiste Blindleistung QWEA wird dann aber ab dem Reduktionszeitpunkt tR gemäß einer Rampe oder linearen Funktion abgesenkt. Sowohl die Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt 304, als auch die Spannung Uss an der Sammelschiene 308 erhöhen sich dadurch allmählich.
  • Der starke Einbruch der Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt 304 ist hinnehmbar und kann durch die allmähliche Veränderung der Blindleistung QWEA ab dem Reduktionszeitpunkt tR wieder erhöht werden. Ihr Verlauf stellt für das elektrische Versorgungsnetz, besonders den Netzabschnitt 314, kein besonderes Problem dar. Die Erhöhung der Spannung Uss an der Sammelschiene 308 ist aber so langsam, dass ein Stufentransformator diese Veränderung ausgleichen kann. Dadurch ergibt sich nur eine geringe Auswirkung auf das elektrische Versorgungsnetz, besonders kann die Spannung am Transformatorpunkt 310 im Wesentlichen konstant gehalten werden.
  • Im Grunde wird auch hier durch die allmähliche Veränderung der Blindleistung eine allmähliche Veränderung der Spannung Uss an der Sammelschiene erreicht, die durch einen Stufentransformator ausgeglichen werden kann. Die hier vorgeschlagene Lösung schafft aber, dass dennoch die Wirkleistung erst stufenförmig zum Reduktionszeitpunkt tR reduziert wird und somit kein Ertragsverlust erfolgt. Hier wurde besonders auch erkannt, dass die Spannungsreaktionen am Netzverknüpfungspunkt 304 einerseits und einer Sammelschiene 308 andererseits auf Wirkleistungsänderungen und Blindleistungsänderungen unterschiedlich sind. Besonders wenn der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar mit der Sammelschiene verbunden ist und der Windpark eine cos(cp)-Regelung verwendet bzw. sich in einer solchen befindet, ergeben sich Vorteile beim genannten Verfahren. Dies wurde gezielt berücksichtigt und somit besonders eine Lösung vorgeschlagen, die einen abrupten großen Spannungssprung an der Sammelschiene vermeidet und dann einen entsprechenden Spannungssprung an der Sekundärseite 316 des Transformators 312 vermeidet. Weil die Netzspannung näherungsweise als konstant angesehen werden kann, werden unerwünschte Spannungsdifferenzen zwischen Primär- und Sekundärseite des Transformators vermieden.
  • 8 zeigt eine Variante, die der Variante der 7 ähnlich ist. Auch hier wird zum Reduktionszeitpunkt tR die Wirkleistung PWEA reduziert. Die Blindleistung QWEA wird hier allerdings ebenfalls zum Reduktionszeitpunkt tR reduziert. Als Ergebnis könnte sich die Spannung Uss an der Sammelschiene ebenfalls sprunghaft erhöhen, wie dies gemäß der Variante der 5 der Fall war. Hier wird nun aber, besonders durch eine zusätzliche Vorrichtung, eine zusätzliche Blindleistungssteuerung durchgeführt. Hierdurch kann zusätzliche Blindleistung eingespeist oder bereitgestellt werden, die hier als Qz bezeichnet wird. Durch diese zusätzliche Blindleistung Qz kann diesem Spannungssprung der Spannung Uss an der Sammelschiene entgegenwirkt werden.
  • Insbesondere wird hier eine solche zusätzliche Blindleistungssteuerung durchgeführt, die genau so viel und in einer entsprechenden Art Blindleistung einspeist, dass die Spannung Uss an der Sammelschiene durch das Sinken der Wirkleistung PWEA und insbesondere durch das parallele Absenken der Blindleistung QWEA nicht ansteigt. Diese zusätzliche Blindleistungssteuerung wirkt dem also entgegen. Dabei kann die zusätzliche Blindleistungssteuerung vorsehen, dass die zusätzliche Blindleistung Qz nach dem Reduktionszeitpunkt tR wieder allmählich reduziert wird, besonders mit einer abnehmenden Rampe bzw. entsprechend linear reduziert wird. Das führt dann zu einer langsamen Zunahme der Spannung Uss an der Sammelschiene, was aber so langsam erfolgt, dass ein Stufentransformator dem entgegensteuern kann. Die Spannung an der Primärseite 316 des Transformators 312 kann somit gehalten werden. Dadurch kann die zusätzliche Blindleistungssteuerung dann wieder auf einen Wert von 0 zurück gefahren werden, so dass dann also keine zusätzliche Blindleistung eingespeist wird.
  • Die zusätzliche Blindleistung bei der Blindleistungssteuerung kann grundsätzlich auch durch die Wechselrichter der Windenergieanlagen bereitgestellt werden. Der Steuerwert kann dabei zu einem Blindleistungswert einer Phasenwinkelregelung addiert werden. Der Sollwert kann z.B. durch eine zentrale Parkregelung, die auch als FCU bezeichnet werden kann, oder ein Fernbedienungsterminal, das auch als RTU bezeichnet wird, vorgegeben werden, wohingegen der Phasenwinkel durch eine Regelung oder Steuerung einer Windenergieanlage eingestellt wird.
  • Als weitere Varianten wird vorgeschlagen, dass als Stellglied zum Erzeugen zusätzli9cher Blindleistung eine andere Windenergieanlage oder ein anderer Windpark, ein STATCOM oder andere Kompensationsmechanismen zum Einsatz kommen.
  • Nachteilig kann hierbei besonders sein, dass eine solche zusätzliche Blindleistungssteuerung aufwändig ist.
  • Bei Windparks, die nicht direkt an der Sammelschiene angeschlossen sind, kann es einen Zielkonflikt darstellen, wenn diese Spannungsänderungen sowohl am Netzverknüpfungspunkt, als auch an der Sammelschiene begrenzen müssen.
  • In diesem Fall kann es kritisch sein, wenn der Windpark über Vorgabe eines cos(φ) Blindleistung regelt. Eine Regelung der Blindleistung kann auch als Reglung des Blindleistungshaushalts des Windparks bezeichnet werden kann. Ein besonders kritischer Fall ist, wenn hier die Blindleistungsregelung, besonders der vorgegebene Leistungsfaktor, also cos(cp), nicht oder nicht genau genug zum System passt. Hierbei kann auch ein Blindleistungshaushalt berücksichtigt werden, falls bspw. ein Netzbetreiber einen Blindleistungshaushalt vorgibt.
  • Bei 9 wird temporär die Spannung am Netzverknüpfungspunkt (NVP) geregelt. Dadurch stellt sich indirekt ein für den Netzverknüpfungspunkt passender cos(φ) ein, der auch als korrekter cos(cp) bezeichnet werden kann.
  • Das kann bei der beispielhaften Topologie gemäß 3 große Auswirkungen auf die Spannung an der Sammelschiene haben.
  • Wenn der Park, anders als die beispielhafte Topologie der 3, direkt an die Sammelschiene angeschlossen ist, führt das gemäß 9 vorgeschlagene Verfahren zu besonderen Vorteilen.
  • 9 zeigt eine Variante, bei der eine Regelung verwendet wird, die die Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt 304 regelt. Dazu wird auch hier davon ausgegangen, dass die eingespeiste Wirkleistung PWEA zum Reduktionszeitpunkt tR sprungartig reduziert wird. Es ist dann aber eine Regelung vorgesehen, die die Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt zunächst hält. Dafür wird die eingespeiste Blindleistung QWEA zum Reduktionszeitpunkt tR entsprechend abgesenkt. Der cos(cp) verändert sich dadurch. Um den cos(cp) wieder auf den früheren Wert zu bekommen, wird dann kurz nach dem Reduktionszeitpunkt tR die Blindleistung langsam zu einem Sollwert hochgefahren, insbesondere linear, der der anfänglichen cos(φ)-Vorgabe entspricht bzw. durch den dann der cos(φ) realisiert wird.
  • Durch diese Maßnahme wird die Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt zunächst gehalten, dann aber ebenfalls etwa rampenförmig, also besonders linear auf einen späteren Wert heruntergefahren, den die Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt dann beibehält, sobald nämlich der bisherige cos(φ) wieder erreicht wurde. Natürlich könnte hier auch ein neuer Sollwert für den cos(φ) vorgegeben werden, falls dies aus anderen Gründen wünschenswert ist.
  • Gleichzeitig springt aber die Spannung Uss an der Sammelschiene durch diese Maßnahme zum Reduktionszeitpunkt tR an. Aber auch sie wird dann durch die allmähliche lineare Veränderung der eingespeisten Blindleistung QWEA entsprechend wieder reduziert.
  • Gemäß einer Variante wird vorgeschlagen, beide Sprünge, also der Sprung der Spannung USS an der Sammelschiene und der Blindleistungssprung, auf ein vorgegebenes Maß zu begrenzen. Hierzu kann ein kleiner Blindleistungs-Sprung zugelassen werden, um anschließend die Blindleistung mit einer Rampe zurückzuführen. Dadurch kann erreicht werden, dass statt eines großen Sprungs der Spannung USS an der Sammelschiene, dort nur ein kleiner Sprung auftritt, während am Netzverknüpfungspunkt außerdem ein kleiner Spannungssprung in Kauf genommen wird. An diesen beiden Punkten springt somit die Spannung in unterschiedliche Richtungen, aber der Sprung teilt sich auf zwei kleine Sprünge auf.
  • Es ist aber zu beachten, dass die Verbindungsimpedanz 406 auch gänzlich anders ausgebildet sein kann. Alternativ zu der in 3 veranschaulichten Topologie könnte der Netzverknüpfungspunkt auch ohne oder ohne nennenswerte Impedanz, also bspw. ohne oder nur mit vernachlässigbar langem Verbindungskabel mit der Sammelschiene verbunden sein. In dem Fall würde sich entsprechend die Spannung Uss an der Sammelschiene wie die Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt verhalten, denn Netzverknüpfungspunkt und Sammelschiene wären elektrisch gleichgeschaltet oder zumindest fast gleich. Dann würde sich entsprechend die Spannung Uss an der Sammelschiene ebenfalls nicht sprungartig ändern, sondern nur allmählich, wie dies in 9 auch für die Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt gezeigt ist. Entsprechend könnte ein Stufentransformator diesem allmählichen Spannungsabfall entgegenwirken.
  • Insoweit veranschaulicht die 9 aber, dass eine solche Regelung zum Halten der Spannung UNVP am Netzverknüpfungspunkt nicht immer ratsam ist, sondern von der konkreten Situation abhängt, nämlich auch von dem Übertragungsverhalten vom Netzverknüpfungspunkt zur Sammelschiene.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels einer dezentralen Einspeiseeinheit, insbesondere mittels wenigstens einer Windenergieanlage, wobei - die Einspeiseeinheit zum Einspeisen der elektrischen Leistung an einen Netzverknüpfungspunkt angeschlossen ist, - der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar oder über eine Anschlussverbindung mit einem Transformatorpunkt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Netzverknüpfungspunkt an den Transformatorpunkt, ggf. über die Anschlussverbindung, - der Transformatorpunkt über einen Transformator mit einem Netzabschnitt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Transformatorpunkt über den Transformator zum Netzabschnitt, umfassend die Schritte - Einspeisen elektrischer Wirkleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, - Einspeisen elektrischer Blindleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, Erfassen einer durchzuführenden Änderung der einzuspeisenden Wirkleistung, - Verändern der eingespeisten Wirkleistung entsprechend der erfassten, durchzuführenden Änderung, und - Begrenzen einer zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach, um einer Spannungserhöhung am Transformatorpunkt und/oder im Netzabschnitt entgegen zu wirken, und/oder - temporäres Aktivieren einer Spannungsregelung in Abhängigkeit des Veränderns der eingespeisten Wirkleistung, um während und/oder unmittelbar nach dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung eine Spannungsregelung an einem Referenzpunkt, insbesondere am Netzverknüpfungspunkt durchzuführen, um die Spannung am Referenzpunkt bzw. Netzverknüpfungspunkt dynamisch auszuregeln, und/oder entlang einer Trajektorie zu führen, insbesondere entlang einer Rampe.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzen der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung so erfolgt, dass - die eingespeiste Blindleistung gemäß einer Änderungsfunktion, insbesondere gemäß einer Rampe mit einer dem Betrage nach begrenzten Steigung, verändert wird und/oder - für die eingespeiste Blindleistung ein Gradientengrenzwert vorgegeben wird, der eine dem Betrage nach maximale zeitliche Änderung der eingespeisten Blindleistung vorgibt, insbesondere so, dass die eingespeiste Blindleistung mit einem zeitlichen Gradienten geändert wird, der dem Betrage nach den Gradientengrenzwert nicht überschreitet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator - eine Primärseite aufweist, an der der Transformatorpunkt angeschlossen ist, - eine Sekundärseite aufweist, an der der Netzabschnitt angeschlossen ist, und - der Transformator als Stufentransformator ausgebildet ist und ein Übertragungsverhältnis von der Primärseite zur Sekundärseite einstellen kann, um dadurch eine Spannungshöhe am Transformatorpunkt und/oder am Netzabschnitt zu steuern, wobei - die Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung so erfolgt, dass eine aus der Veränderung der eingespeisten Blindleistung resultierende Spannungsänderung am Transformatorpunkt bzw. an der Primärseite so langsam ist, dass der Stufentransformator eine resultierende Spannungsänderung ausregeln kann.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die eingespeiste Wirkleistung keine Begrenzung einer zeitlichen Veränderung vorgesehen ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die temporär aktivierte Spannungsregelung nur beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach aktiv ist und die Spannung am Netzverknüpfungspunkt von einem Wert, der durch das Verändern der eingespeisten Wirkleistung verändert wird, ganz oder teilweise auf einen Wert zurückführt, den die Spannung am Netzverknüpfungspunkt unmittelbar vor dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung aufwies, wobei die temporär aktivierte Spannungsregelung insbesondere dann durchgeführt wird, wenn der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar mit einem Transformatorpunkt verbunden ist.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - für das Einspeisen elektrischer Blindleistung eine Leistungsfaktorregelung (cos(φ)-Regelung) vorgesehen ist, bei der die eingespeiste Blindleistung in Abhängigkeit der eingespeisten Wirkleistung so eingestellt wird, dass sich ein vorgegebener Leistungsfaktor (cos(φ)) ergibt, wobei - bei der Veränderung der eingespeisten Wirkleistung - die eingespeiste Blindleistung zunächst zeitgleich so mit verändert wird, dass der Leistungsfaktor unverändert bleibt, - ein neuer Wert für den Leistungsfaktor dann in Abhängigkeit einer sich als Folge der Veränderung der Wirkleistung und Blindleistung verändernden Spannung oder zu erwartenden veränderten Spannung am Netzverknüpfungspunkt vorgegeben wird und - der Leistungsfaktor wieder auf den vorgegebenen Leistungsfaktor zurückgeführt wird, wobei die Rückführung verzögert und/oder über eine Zeitfunktion durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - für das Einspeisen elektrischer Blindleistung eine Leistungsfaktorregelung (cos(φ)-Regelung) vorgesehen ist, bei der die eingespeiste Blindleistung in Abhängigkeit der eingespeisten Wirkleistung so eingestellt wird, dass sich ein vorgegebener Leistungsfaktor (cos(φ)) ergibt, wobei - bei der Veränderung der eingespeisten Wirkleistung diese entlang einer Rampe oder Trajektorie verändert wird, - beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung entlang der Rampe oder Trajektorie eine Spannungsregelung verwendet wird, um die Spannung an dem Referenzpunkt konstant zu halten, zumindest um einer Spannungsveränderung durch das Verändern der eingespeisten Wirkleistung entgegenzuwirken, wobei die Spannungsregelung dazu die Blindleistung einstellt und die Leistungsfaktorregelung (cos(φ)-Regelung) während dieser Spannungsregelung deaktiviert ist, - nach der Veränderung der eingespeisten Wirkleistung ein Blindleistungswert, der aus der Spannungsregelung resultiert, auf einen neuen Blindleistungswert geführt wird, der sich durch die deaktivierte Leistungsfaktorregelung (cos(φ)-Regelung) ergäbe, wobei - der Blindleistungswert insbesondere über eine Rampe und/oder Trajektorie auf den neuen Blindleistungswert geführt wird, und - die deaktivierte Leistungsfaktorregelung (cos(φ)-Regelung) aktiviert wird, sobald der Blindleistungswert den neuen Blindleistungswert erreicht hat.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Verändern der eingespeisten Wirkleistung über einen Wirkleistungssprung durchgeführt wird, wohingegen - das Verändern der Blindleistung über eine Zeitfunktion, insbesondere über eine Rampenfunktion, durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung der zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung von Art und/oder Größe der Anschlussverbindung abhängig ist.
  10. Windenergieanlage zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz wobei - die Windenergieanlage zum Einspeisen der elektrischen Leistung an einen Netzverknüpfungspunkt angeschlossen ist, - der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar oder über eine Anschlussverbindung mit einem Transformatorpunkt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Netzverknüpfungspunkt über die Anschlussverbindung an den Transformatorpunkt, - der Transformatorpunkt über einen Transformator mit einem Netzabschnitt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Transformatorpunkt über den Transformator zum Netzabschnitt, und die Windenergieanlage umfasst - einen Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Wirkleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, - eine Wechselrichtersteuerung zum Steuern eines Einspeisens elektrischer Blindleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, - eine Eingabeschnittstelle zum Erfassen einer durchzuführenden Änderung der einzuspeisenden Wirkleistung, wobei - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist zum Verändern der eingespeisten Wirkleistung entsprechend der erfassten, durchzuführenden Änderung, und wobei - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist zum Steuern oder Begrenzen einer zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach, um einer Spannungserhöhung am Transformatorpunkt und/oder im Netzabschnitt entgegen zu wirken und/oder wobei - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist, ein temporäres Aktivieren einer Spannungsregelung in Abhängigkeit des Veränderns der eingespeisten Wirkleistung durchzuführen, um während und/oder unmittelbar nach dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung eine Spannungsregelung an einem Referenzpunkt, insbesondere am Netzverknüpfungspunkt durchzuführen, um die Spannung am Referenzpunkt bzw. Netzverknüpfungspunkt dynamisch auszuregeln, und/oder entlang einer Trajektorie zu führen, insbesondere entlang einer Rampe.
  11. Windenergieanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Windenergieanlage, insbesondere die Wechselrichtersteuerung, dazu vorbereitet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
  12. Windpark umfassend mehrere Windenergieanlagen, wobei - Windenergieanlage nach Anspruch 9 oder 10 verwendet werden, und/oder - der Windpark dazu vorbereitet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
  13. Einspeiseanordnung zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz, umfassend - eine dezentrale Einspeiseeinheit, insbesondere eine Windenergieanlage, - einen Netzverknüpfungspunkt, und - einen Transformator mit einem Transformatorpunkt, wobei - die Einspeiseeinheit zum Einspeisen der elektrischen Leistung an den Netzverknüpfungspunkt angeschlossen ist, - der Netzverknüpfungspunkt unmittelbar oder über eine Anschlussverbindung mit dem Transformatorpunkt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Netzverknüpfungspunkt über die Anschlussverbindung an den Transformatorpunkt, - der Transformatorpunkt über den Transformator mit einem Netzabschnitt verbunden ist, zum Übertragen der elektrischen Leistung von dem Transformatorpunkt über den Transformator zum Netzabschnitt, und die Einspeiseanordnung umfasst - einen Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Wirkleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, - eine Wechselrichtersteuerung zum Steuern eines Einspeisens elektrischer Blindleistung in das elektrische Versorgungsnetz an dem Netzverknüpfungspunkt, - eine Eingabeschnittstelle zum Erfassen einer durchzuführenden Änderung der einzuspeisenden Wirkleistung, wobei - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist zum Verändern der eingespeisten Wirkleistung entsprechend der erfassten, durchzuführenden Änderung, und wobei - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist zum Begrenzen einer zeitlichen Veränderung der eingespeisten Blindleistung beim Verändern der eingespeisten Wirkleistung und/oder unmittelbar danach, um einer Spannungserhöhung am Transformatorpunkt und/oder im Netzabschnitt entgegen zu wirken, und/oder - die Wechselrichtersteuerung vorbereitet ist ein, temporäres Aktivieren einer Spannungsregelung in Abhängigkeit des Veränderns der eingespeisten Wirkleistung durchzuführen, um während und/oder unmittelbar nach dem Verändern der eingespeisten Wirkleistung eine Spannungsregelung an einem Referenzpunkt, insbesondere am Netzverknüpfungspunkt durchzuführen, um die Spannung am Referenzpunkt bzw. Netzverknüpfungspunkt dynamisch auszuregeln, und/oder entlang einer Trajektorie zu führen, insbesondere entlang einer Rampe.
  14. Einspeiseanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiseanordnung, insbesondere die Wechselrichtersteueru ng, - dazu vorbereitet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, - als Einspeiseeinheit eine Windenergieanlage nach Anspruch 10 oder 11 aufweist, und/oder - als Einspeiseeinheit einen Windpark nach Anspruch 12 aufweist.
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