DE102021100273A1 - Control device for a wind farm - Google Patents

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Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Steuervorrichtung (102) für einen Windpark (100) mit einem elektrischen Windparknetz (132), insbesondere für einen Offshore-Windpark (100), umfassend mindestens eine Ermittlungseinrichtung (104), eingerichtet zum Ermitteln mindestens eines Oberwellenparameters aus mindestens einer bereitgestellten elektrischen Größe des elektrischen Windparknetzes (132), mindestens eine Auswerteeinrichtung (106), eingerichtet zum Vergleichen des mindestens einen bestimmten Oberwellenparameters mit mindestens einem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert in einem Auswerteschritt, mindestens eine Bestimmungseinrichtung (108), eingerichtet zum Anpassen eines für mindestens einen Umrichter (126, 326) des Windparks (100) eingestellten Umrichterschaltmusters, wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird, und mindestens eine Steuereinrichtung (110), eingerichtet zum Ansteuern des mindestens einen Umrichters (126, 326) mit dem angepassten Umrichterschaltmuster.The application relates to a control device (102) for a wind farm (100) with an electrical wind farm network (132), in particular for an offshore wind farm (100), comprising at least one determination device (104), set up to determine at least one harmonic parameter from at least one provided electrical variable of the electrical wind farm grid (132), at least one evaluation device (106), set up to compare the at least one specific harmonic parameter with at least one predetermined harmonic parameter limit value in an evaluation step, at least one determination device (108), set up to adapt a for at least one converter (126 , 326) of the wind farm (100) set converter switching pattern if at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one predetermined harmonic parameter limit value is determined in the evaluation step, and at least one e control device (110), set up to control the at least one converter (126, 326) with the adapted converter switching pattern.

Description

Die Anmeldung betrifft eine Steuervorrichtung (bzw. Regelungsvorrichtung) für einen Windpark mit einem elektrischen Windparknetz, insbesondere für einen Offshore-Windpark mit einem elektrischen Windparknetz. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung einen Windpark, ein Verfahren zum Betreiben eines Windparks und ein Computerprogrammprodukt.The application relates to a control device (or regulating device) for a wind farm with an electrical wind farm network, in particular for an offshore wind farm with an electrical wind farm network. In addition, the application relates to a wind farm, a method for operating a wind farm and a computer program product.

In der heutigen Zeit wird elektrische Energie vermehrt aus regenerativen Energiequellen (z.B. Sonnenenergie oder Windenergie) gewonnen. So werden vermehrt Windparks mit mindestens einer Windkraftanlage installiert. Eine Windkraftanlage wandelt die kinetische Energie des Windes mittels eines Umrichters in elektrische Energie.Nowadays, electrical energy is increasingly being obtained from regenerative energy sources (e.g. solar energy or wind energy). Wind farms with at least one wind turbine are being installed more and more. A wind turbine converts the kinetic energy of the wind into electrical energy using a converter.

Neben Onshore-Windparks werden insbesondere Offshore-Windparks errichtet. Offshore-Standorte zeichnen sich (gegenüber Onshore-Standorten) üblicherweise durch relativ kontinuierliche Windbedingungen und hohe durchschnittliche Windgeschwindigkeiten aus, so dass vermehrt so genannte Offshore-Windparks installiert werden.In addition to onshore wind farms, offshore wind farms in particular are being built. Offshore locations (compared to onshore locations) are usually characterized by relatively continuous wind conditions and high average wind speeds, so that so-called offshore wind farms are increasingly being installed.

In der Regel weist ein Windpark eine Mehrzahl von Windkraftanlagen, beispielsweise mindestens eine Umspannstation und ein internes elektrisches Windparknetz auf. Über das Windparknetz wird die von den Windkraftanlagen erzeugte elektrische Energie/Leistung an mindestens einem Einspeisepunkt in ein (öffentliches) elektrisches Verteilnetz und/oder Transportnetz eingespeist. Bei der Erzeugung der Energie können durch die Komponenten des Windparks Oberschwingungsemissionen, wie Spannungsverzerrungen und/oder Stromverzerrungen, erzeugt werden.As a rule, a wind farm has a plurality of wind power plants, for example at least one substation and an internal electrical wind farm network. The electrical energy/power generated by the wind turbines is fed into a (public) electrical distribution network and/or transport network at at least one feed point via the wind farm network. During the generation of the energy, harmonic emissions, such as voltage distortions and/or current distortions, can be generated by the components of the wind farm.

Um unzulässige Spannungsverzerrungen (insbesondere Oberwellen) zu vermeiden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass eine Steuervorrichtung den mindestens einen Umrichter der mindestens einen Windkraftanlage des Windparks mit einem Umrichterschaltmuster ansteuert, welches hinsichtlich der Minimierung der Emissionen von Oberwellen bzw. Spannungsverzerrungen optimiert ist. Hierbei bleibt das an dem genannten Umrichter eingestellte Umrichterschaltmuster beim Stand der Technik unverändert.In order to avoid impermissible voltage distortions (in particular harmonics), it is known from the prior art that a control device controls the at least one converter of the at least one wind turbine of the wind farm with a converter switching pattern which is optimized with regard to minimizing the emissions of harmonics or voltage distortions . In this case, the converter switching pattern set on the named converter remains unchanged in the prior art.

Das eingestellte Umrichterschaltmuster wird beim Stand der Technik nur dann geändert, wenn sich der Arbeitspunkt der Windkraftanlage ändert, also eine andere Sollspannung und/oder ein anderer Sollstrom und/oder eine andere Sollleistung vorgegeben wird, oder der Netzbetreiber des Verteil- und/oder Transportnetzes oder der Einspeisepunktbetreiber eine Überschreitung eines Spannungsverzerrungsgrenzwert bzw. Oberwellengrenzwerts durch den mindestens einen von dem Windpark erzeugten Oberwellenparameter (z.B. Oberwelle bestimmter Ordnung) festgestellt wird. Im zuletzt genannten Fall ist es dann beim Stand der Technik erforderlich, ein neues Schaltmuster zu berechnen.In the prior art, the set converter switching pattern is only changed if the operating point of the wind turbine changes, i.e. a different target voltage and/or a different target current and/or a different target power is specified, or the network operator of the distribution and/or transport network or the feed-in point operator detects that a voltage distortion limit or harmonic limit has been exceeded by the at least one harmonic parameter (e.g. harmonic of a specific order) generated by the wind farm. In the latter case, it is then necessary in the prior art to calculate a new switching pattern.

Nachteilig an dieser Steuerung/Regelung eines Windparks ist jedoch, dass es zu Schaltungsverlusten im Windpark kommen kann. Durch diese Verluste reduziert sich wiederum die in das Verteil- und/oder Transportnetz eingespeiste elektrische Energie.A disadvantage of this control/regulation of a wind farm, however, is that switching losses can occur in the wind farm. These losses in turn reduce the electrical energy fed into the distribution and/or transport network.

Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, welche unzulässige Spannungsverzerrungen bzw. Spannungsbelastungen in zuverlässiger Weise verhindert und gleichzeitig die in ein Verteil- und/oder Transportnetz einspeisbare elektrische Energie erhöht.The application is therefore based on the object of creating a possibility which reliably prevents impermissible voltage distortions or voltage loads and at the same time increases the electrical energy that can be fed into a distribution and/or transport network.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch eine Steuervorrichtung nach Anspruch 1 für einen Windpark mit einem elektrischen Windparknetz, insbesondere für einen Offshore-Windpark. Die Steuervorrichtung umfasst mindestens eine Ermittlungseinrichtung, eingerichtet zum Ermitteln mindestens eines Oberwellenparameters aus mindestens einer bereitgestellten elektrischen Größe des elektrischen Windparknetzes (in einem Ermittlungsschritt). Die Steuervorrichtung umfasst mindestens eine Auswerteeinrichtung, eingerichtet zum Vergleichen des mindestens einen bestimmten Oberwellenparameters mit mindestens einem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert in einem Auswerteschritt. Die Steuervorrichtung umfasst mindestens eine Bestimmungseinrichtung, eingerichtet zum Anpassen eines für mindestens einen Umrichter des Windparks eingestellten Umrichterschaltmusters (für den eingestellten Arbeitspunkt des Umrichters) (in einem Bestimmungsschritt), wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird. Die Steuervorrichtung umfasst mindestens eine Steuereinrichtung, eingerichtet zum Ansteuern des mindestens einen Umrichters mit dem angepassten Umrichterschaltmuster (in einem Steuerschritt).According to a first aspect of the application, the object is achieved by a control device according to claim 1 for a wind farm with an electrical wind farm network, in particular for an offshore wind farm. The control device includes at least one determination device, set up to determine at least one harmonic parameter from at least one provided electrical variable of the electrical wind farm network (in a determination step). The control device comprises at least one evaluation device set up to compare the at least one specific harmonic parameter with at least one predefined harmonic parameter limit value in an evaluation step. The control device comprises at least one determination device, set up to adapt a converter switching pattern set for at least one converter of the wind farm (for the set operating point of the converter) (in a determination step), if in the evaluation step at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one predetermined harmonic parameter limit is detected. The control device includes at least one control device set up to control the at least one converter with the adapted converter switching pattern (in one control step).

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird anmeldungsgemäß eine Möglichkeit geschafft, welche unzulässige Spannungsverzerrungen bzw. Spannungsbelastungen in zuverlässiger Weise verhindert und gleichzeitig die in ein Verteil- und/oder Transportnetz einspeisbare elektrische Energie erhöht, indem mindestens ein Umrichterschaltmuster angepasst wird, wenn zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem (augenblicklichen) Oberwellenparameter und dem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert bestimmt und festgestellt wird, also eine stärkere Spannungsbelastung als aktuell vorhanden noch zulässig ist. Indem ausgewertet wird, ob eine stärkere Spannungsverzerrung noch zulässig ist, kann eine Änderung des mindestens einen Umrichterschaltmusters für eine Optimierung der Schaltverluste erfolgen. Eine dynamische Steuerung des mindestens einen Umrichters kann erfolgen.In contrast to the prior art, a possibility is created according to the application, which reliably prevents impermissible voltage distortions or voltage loads and at the same time increases the electrical energy that can be fed into a distribution and/or transport network by adapting at least one converter switching pattern if at least a minimum distance between the (instantaneous) harmonic parameter and the specified harmonic parameter limit value is determined and ascertained, i.e. a greater voltage load than is currently present is still permissible. By evaluating whether greater voltage distortion is still permissible, the at least one converter switching pattern can be changed in order to optimize the switching losses. A dynamic control of the at least one converter can take place.

Anmeldungsgemäß meint ein Oberwellenparameter insbesondere ein Oberwellenpegel.According to the application, a harmonics parameter means in particular a harmonics level.

Die Steuervorrichtung dient dem Steuern mindestens eines Windparks. Die Steuervorrichtung kann eine zentrale Steuervorrichtung für den gesamten Windpark sein oder eine dezentrale Steuervorrichtung für eine Komponente des Windparks, wie einem Umrichter einer Windkraftanlage. Eine Steuervorrichtung kann aus einer Mehrzahl von (dezentralen) Substeuervorrichtungen gebildet sein. Hierbei kann eine Steuervorrichtung auch entfernt von dem Windpark angeordnet sein, beispielsweise entfernt von einem Offshore-Windpark. Die Steuervorrichtung kann insbesondere von einem Computer ausführbare Software-Einrichtungen (ausführbaren Code) umfassen.The control device is used to control at least one wind farm. The control device can be a central control device for the entire wind farm or a decentralized control device for a component of the wind farm, such as a converter of a wind turbine. A control device can be formed from a plurality of (decentralized) sub-control devices. In this case, a control device can also be arranged remotely from the wind farm, for example remotely from an offshore wind farm. The control device can in particular include software devices (executable code) that can be executed by a computer.

Ein anmeldungsgemäßer Windpark umfasst mindestens ein elektrisches (internes) Windparknetz, das aus mindestens einem Energiekabel (z.B. Mittelspannungs- oder Hochspannungskabel) gebildet ist. Darüber hinaus umfasst der Windpark mindestens eine an das Windparknetz angeschlossene Windkraftanlage, eingerichtet zum Generieren von elektrischer Energie aus der Windenergie. Hierzu weist eine Windkraftanlage mindestens einen (leistungselektronischen) Umrichter auf. Es versteht sich, dass eine Windkraftanlage eine Vielzahl weiterer Komponenten umfassen kann.A wind farm according to the application comprises at least one electrical (internal) wind farm network, which is formed from at least one energy cable (e.g. medium-voltage or high-voltage cable). In addition, the wind farm includes at least one wind power plant connected to the wind farm network, set up to generate electrical energy from the wind energy. For this purpose, a wind turbine has at least one (power electronic) converter. It goes without saying that a wind turbine can include a large number of other components.

Vorzugsweise weist ein Windpark eine Vielzahl von Windkraftanlagen auf und beispielsweise mindestens eine Umspannstation. Das interne Windparknetz ist über mindestens einen Einspeisepunkt mit einem elektrischen Verteilnetz und/oder Transportnetz verbunden, um insbesondere die erzeugte elektrische Energie in das Verteilnetz und/oder Transportnetz einzuspeisen. Der Windpark und insbesondere das Windparknetz kann den Einspeisepunkt umfassen.A wind farm preferably has a large number of wind turbines and, for example, at least one substation. The internal wind farm network is connected to an electrical distribution network and/or transport network via at least one feed point, in order in particular to feed the generated electrical energy into the distribution network and/or transport network. The wind farm and in particular the wind farm grid can include the feed-in point.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Windpark ein Offshore-Windpark und die mindestens eine Windkraftanlage eine Offshore-Windkraftanlage. Das mindestens eine Energiekabel kann ein Seekabel sein.In a preferred embodiment, the wind farm is an offshore wind farm and the at least one wind turbine is an offshore wind turbine. The at least one power cable can be a submarine cable.

Anmeldungsgemäß umfasst die Steuervorrichtung eine Ermittlungseinrichtung, eingerichtet zum Ermitteln mindestens eines (augenblicklichen)According to the application, the control device comprises a determination device set up to determine at least one (instantaneous)

Oberwellenparameters aus mindestens einer bereitgestellten elektrischen Größe des elektrischen Windparknetzes. Ein Oberwellenparameter meint insbesondere eine im Windparknetz (derzeit) vorhandene Spannungsverzerrungs- bzw. Spannungsbelastungsangabe. Wie bereits beschrieben, ist unter einem Oberwellenparameter insbesondere ein Oberwellenpegel zu verstehen.Harmonic parameter from at least one provided electrical variable of the electrical wind farm network. A harmonic parameter means in particular a voltage distortion or voltage load specification that is (currently) present in the wind farm network. As already described, a harmonics parameter is to be understood in particular as a harmonics level.

Der Ermittlungseinrichtung wird mindestens eine elektrische Größe des elektrischen Windparknetzes für die Ermittlung bereitgestellt. In der Regel können zumindest ein (in dem Windparknetz gemessener) Strom und eine (in dem Windparknetz gemessene) Spannung bereitgestellt werden. Bei Varianten der Anmeldung können weitere gemessene Größen bereitgestellt werden, wie die Netzfrequenz.At least one electrical variable of the electrical wind farm network is made available to the determination device for the determination. As a rule, at least one current (measured in the wind farm grid) and one voltage (measured in the wind farm grid) can be provided. In the case of variants of the registration, further measured quantities can be provided, such as the mains frequency.

Bei einer Ausführungsform kann mindestens eine Messeinrichtung (im Windpark) vorgesehen sein. Die Steuervorrichtung kann die Messeinrichtung umfassen oder mit dieser verbindbar sein. Die mindestens eine Messeinrichtung kann eingerichtet sein zum Messen der mindestens einen elektrischen Größe, vorzugsweise zum Messen von Strom und Spannung (in herkömmlicher Weise).In one embodiment, at least one measuring device can be provided (in the wind farm). The control device can include the measuring device or can be connected to it. The at least one measuring device can be set up to measure the at least one electrical variable, preferably to measure current and voltage (in a conventional manner).

Vorzugsweise kann die Messeinrichtung die mindestens eine elektrische Größe an dem mindestens einen Einspeisepunkt (bzw. unmittelbar benachbart hierzu) erfassen und insbesondere messen. Ein Einspeisepunkt ist insbesondere der Ort, an dem das interne Windparknetz an ein externes Verteilnetz und/oder Transportnetz, das nicht von dem Windpark umfasst ist, angeschlossen ist.The measuring device can preferably detect and in particular measure the at least one electrical variable at the at least one feed point (or directly adjacent thereto). A feed-in point is in particular the place at which the internal wind farm grid is connected to an external distribution grid and/or transport grid that is not covered by the wind farm.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Steuervorrichtung kann die Ermittlungseinrichtung eine Berechnungseinrichtung sein, eingerichtet zum Berechnen des mindestens einen Oberwellenparameters (vorzugsweise können eine Mehrzahl von Oberwellenparameter berechnet werden), basierend auf einer vorgegebenen Berechnungsvorschrift. Die Berechnungseinrichtung kann insbesondere eingerichtet sein zum Berechnen des mindestens einen Oberwellenparameters bzw. mindestens einen Oberwellenpegel durch Anwenden einer Fourier Transformation auf die mindestens eine bereitgestellte elektrischen Größe (insbesondere Strom und Spannung).According to a preferred embodiment of the control device, the determination device can be a calculation device set up to calculate the at least one harmonic parameter (a plurality of harmonic parameters can preferably be calculated) based on a predetermined calculation rule. In particular, the calculation device can be set up to calculate the at least one harmonic parameter or at least one harmonic level by applying a Fourier transformation to the at least one electrical quantity provided (in particular current and voltage).

Vorzugsweise kann eine DFT (Diskrete Fourier Transformation) als Berechnungsvorschrift vorgegeben sein. Diese kann für eine endliche Abfolge von abgetasteten („gesampelten“) und bereitgestellten Messwerten gültig sein. Dies kann mit einer Fensterfunktion über die Messreihe sichergestellt werden.A DFT (Discrete Fourier Transformation) can preferably be specified as the calculation rule. This can be valid for a finite sequence of sampled and provided measured values. This can be ensured with a window function over the series of measurements.

Aus den abgetasteten Messwerten xn = x0, x1, ... xN-1, wobei N die Anzahl an Messwerte angibt, in Form von komplexen Zahlen können dann die komplexen Fourier Koeffizienten Xk = X0, X1, ... XN-1 ermittelt werden. X k = n = 0 N 1 x n * e j 2 π N k n

Figure DE102021100273A1_0001
bzw. X k = n = 0 N 1 ( cos ( 2 π N k n ) j sin ( 2 π N k n ) )
Figure DE102021100273A1_0002
Hierbei ist N die Anzahl der abgetasteten (Strom- oder Spannungs-) Messwerte und n die Nummer des jeweils abgetasteten Messwertes. The complex Fourier coefficients X k = X 0 , X 1 , . .. X N-1 can be determined. X k = n = 0 N 1 x n * e j 2 π N k n
Figure DE102021100273A1_0001
or. X k = n = 0 N 1 ( cos ( 2 π N k n ) j sin ( 2 π N k n ) )
Figure DE102021100273A1_0002
Where N is the number of sampled readings (current or voltage) and n is the number of each sampled reading.

Der mindestens eine ermittelte, insbesondere berechnete, (augenblickliche) Oberwellenparameter(wert) wird der Auswerteeinrichtung zur Verfügung gestellt. Die Auswerteeinrichtung ist eingerichtet zum Vergleichen des ermittelten Oberwellenparameters mit mindestens einem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert. Beispielsweise kann der mindestens eine Oberwellenparametergrenzwert von dem Betreiber des Verteil- und/oder Transportnetzes und/oder von dem Betreiber des Einspeisepunkts bereitgestellt und insbesondere vorgegeben werden.The at least one ascertained, in particular calculated, (instantaneous) harmonic parameter (value) is made available to the evaluation device. The evaluation device is set up to compare the ascertained harmonic parameter with at least one predetermined harmonic parameter limit value. For example, the at least one harmonic parameter limit value can be provided and in particular specified by the operator of the distribution and/or transport network and/or by the operator of the feed point.

Wenn eine Mehrzahl von unterschiedlichen Oberwellenparametern ermittelt wird, kann vorzugsweise für jeden dieser Oberwellenparameter ein (individuell festgelegter) Oberwellenparametergrenzwert vorgesehen sein. Hierbei versteht es sich, dass für jede Phase mindestens ein Oberwellenparameter bestimmt werden kann.If a plurality of different harmonic parameters are determined, an (individually determined) harmonic parameter limit value can preferably be provided for each of these harmonic parameters. It goes without saying that at least one harmonic parameter can be determined for each phase.

Wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird, kann dies der Bestimmungseinrichtung mitgeteilt werden. Eine Mindestdistanz ist insbesondere der von einem Oberwellenparameter zu dem Oberwellenparametergrenzwert einzuhaltende Sicherheitsabstand, bei dem (noch) sichergestellt ist, dass keine unzulässigen Störungen/Spannungsverzerrungen auftreten.If at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one predetermined harmonic parameter limit value is determined in the evaluation step, this can be communicated to the determining device. A minimum distance is in particular the safety distance to be maintained between a harmonic parameter and the harmonic parameter limit value, at which it is (still) ensured that no impermissible interference/voltage distortions occur.

In einem Fall kann die Mindestdistanz null sein. Vorzugsweise kann als Mindestdistanz ein Hysteresewert ungleich null festgelegt sein, um in besonders zuverlässiger Weise unzulässige Störungen/Spannungsverzerrungen zu verhindern.In one case, the minimum distance may be zero. A hysteresis value not equal to zero can preferably be defined as the minimum distance in order to prevent impermissible interference/voltage distortions in a particularly reliable manner.

Ein Feststellen einer Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert meint insbesondere, dass die augenblickliche Spannungsbelastung noch ausreichend entfernt von dem Oberwellenparametergrenzwert entfernt ist und eine stärkere Spannungsbelastung zulässig ist (also noch immer unterhalb des Oberwellenparametergrenzwerts liegen wird).Determining a minimum distance between the at least one specific harmonics parameter and the at least one predetermined harmonics parameter limit means in particular that the instantaneous voltage stress is still sufficiently far away from the harmonics parameter limit and a greater voltage stress is permissible (i.e. will still be below the harmonics parameter limit).

Der mindestens eine Umrichter der mindestens einen Windkraftanlage schaltet entsprechend dem eingestellten bzw. vorgegebenen Umrichterschaltmuster. Eine Windkraftanlage kann mindestens einen Umrichter umfassen. In der Regel weist jede Windkraftanlage zwei bis drei Umrichter auf. Insbesondere umfasst der Umrichter eine Mehrzahl von leistungselektronischen Schaltern, die abhängig von dem eingestellten Umrichterschaltmuster schalten. Beispielsweise können als leistungselektronische Schalter IGBTs (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode bzw. insulated-gate bipolar transistor) und/oder IGC-Thyristoren (integrated gatecommutated thyristor), aber auch andere Technologien, eingesetzt werden. Hierdurch wird erreicht, dass die ausgegebene elektrische Leistung (bzw. Strom und/oder Spannung) einem vorgegebenen Sollwert entsprechen. Der Sollwert gibt insbesondere den Arbeitspunkt an. Es versteht sich, dass hierbei in der Regel eine Stromregelung vorgesehen ist.The at least one converter of the at least one wind turbine switches according to the set or specified converter switching pattern. A wind turbine can include at least one converter. As a rule, each wind turbine has two to three converters. Especially the converter includes a plurality of electronic power switches which switch depending on the set converter switching pattern. For example, IGBTs (insulated-gate bipolar transistors) and/or IGC thyristors (integrated gate-commutated thyristors), but also other technologies, can be used as electronic power switches. This ensures that the output electrical power (or current and/or voltage) corresponds to a specified target value. In particular, the setpoint specifies the operating point. It goes without saying that current regulation is generally provided in this case.

Ein Umrichterschaltmuster gemäß der vorliegenden Anmeldung gibt insbesondere den leistungselektronischen Schaltern des Umrichters das Schaltverhalten vor (insbesondere die einzelnen Schaltzeitpunkte). Ein Umrichterschaltmuster enthält insbesondere mindestens einen Schaltzeitpunkt/Schaltwinkel und mindestens ein binäres Signal für einen Gate-Treiber. Insbesondere meint ein Umrichterschaltmuster vorliegend ein Offline-Umrichterschaltmuster.A converter switching pattern according to the present application specifies the switching behavior (in particular the individual switching times) in particular for the electronic power switches of the converter. A converter switching pattern contains in particular at least one switching time/switching angle and at least one binary signal for a gate driver. In particular, a converter switching pattern in the present case means an offline converter switching pattern.

Ein bestimmter Arbeitspunkt (bzw. Sollwert) kann durch eine Mehrzahl von unterschiedlichen Umrichterschaltmustern eingestellt werden. Es ist anmeldungsgemäß erkannt worden, dass die unterschiedlichen Umrichterschaltmuster nicht nur einen Einfluss auf die generierten Spannungsverzerrungen, sondern auch auf die Schaltungsverluste haben. Hierbei können in der Regel die Schaltverluste umso mehr reduziert werden, desto mehr die Spannungsverzerrungen steigen. Insbesondere ist erkannt worden, dass zumindest bei einer vorhandenen Mindestdistanz eine Anpassung des derzeit eingestellten Umrichterschaltmuster (noch) erfolgen kann, derart, dass die Schaltungsverluste bzw. Schaltverluste (noch weiter) minimiert werden.A specific operating point (or desired value) can be set using a number of different converter switching patterns. According to the application, it has been recognized that the different converter switching patterns have an influence not only on the voltage distortions that are generated, but also on the switching losses. As a rule, the switching losses can be reduced all the more, the more the voltage distortions increase. In particular, it has been recognized that at least when there is a minimum distance, the currently set converter switching pattern can (still) be adapted in such a way that the switching losses are (even further) minimized.

Die Bestimmungseinrichtung ist (daher) eingerichtet zum Anpassen eines für mindestens einen Umrichter des Windparks (augenblicklich) eingestellten Umrichterschaltmusters (für den augenblicklich eingestellten Arbeitspunkt des Umrichters), wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird.The determination device is (therefore) set up to adapt a converter switching pattern (currently) set for at least one converter of the wind farm (for the currently set operating point of the converter) if in the evaluation step at least a minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one specified harmonic parameter limit value is detected.

Wie noch näher erläutert wird, erfolgt eine Anpassung vorzugsweise durch Auswählen eines anderen (vorberechneten) Umrichterschaltmuster mit zumindest einer besseren Schaltverlustangabe als das derzeit eingestellte Umrichterschaltmuster. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann auch nur eine Anpassung einzelner Schaltzeitpunkte des eingestellten Umrichterschaltmusters erfolgen.As will be explained in more detail below, an adaptation preferably takes place by selecting a different (precalculated) converter switching pattern with at least better switching loss information than the currently set converter switching pattern. In other variants of the registration, individual switching times of the set converter switching pattern can also be adjusted.

Ferner umfasst die Steuervorrichtung mindestens eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des mindestens einen Umrichters (bzw. des Umrichterreglers) mit dem angepassten, vorzugsweise bestimmten bzw. (neu) ausgewählten Umrichterschaltmusters. Beispielsweise kann ein (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Kommunikationsnetz vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung kann einen Musterdatensatz, enthaltend das angepasste Umrichterschaltmuster, über das Kommunikationsnetz an den Umrichter übertragen. Der Umrichter (bzw. der Umrichterregler) ist eingerichtet, sich entsprechend dem Umrichterschaltmuster zu verhalten.Furthermore, the control device comprises at least one control device for controlling the at least one converter (or the converter controller) with the adapted, preferably determined or (re)selected converter switching pattern. For example, a (wireless and/or wired) communication network can be provided. The control device can transmit a pattern data record, containing the adapted converter switching pattern, to the converter via the communication network. The converter (or the converter controller) is set up to behave in accordance with the converter switching pattern.

Insbesondere ist anmeldungsgemäß erkannt worden, dass die Spannungsverzerrung von der Gesamtimpedanz (d.h. Impedanz des Windparknetzes und Impedanz des angeschlossenen Verteil- und/oder Transportnetzes) (stetig) ändert. Insbesondere kann sich die Konfiguration (insbesondere Verschaltung) des internen Windparknetzes und/oder des externen Verteil- und/oder Transportnetzes (oft) ändern, wodurch die jeweiligen Pegel der Spannungsverzerrungen teilweise deutlich variieren können. Indem die elektrischen Größen (nahezu) kontinuierlich überwacht und - wie beschrieben - ausgewertet werden, können die Schaltungsverluste bei sich ändernder Gesamtimpedanz (stets) minimiert gehalten werden. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, dass unzulässige Spannungsverzerrungen nicht auftreten.In particular, it has been recognized according to the application that the voltage distortion changes (constantly) from the overall impedance (i.e. impedance of the wind farm network and impedance of the connected distribution and/or transport network). In particular, the configuration (in particular interconnection) of the internal wind farm network and/or the external distribution and/or transport network can (often) change, as a result of which the respective level of the voltage distortions can sometimes vary significantly. By (almost) continuously monitoring the electrical values and evaluating them as described, the circuit losses can (always) be kept to a minimum when the overall impedance changes. At the same time, it can be ensured that impermissible voltage distortions do not occur.

Es versteht sich, dass bei einem Überschreiten des mindestens einen Oberwellenparametergrenzwerts und/oder wenn die Mindestdistanz nicht eingehalten wird, ebenfalls eine Anpassung des mindestens einen Umrichterschaltmusters erfolgt, in dem insbesondere ein Umrichterschaltmuster mit einer reduzierten Oberwellenstörangabe bestimmt wird.It goes without saying that if the at least one harmonic parameter limit value is exceeded and/or if the minimum distance is not maintained, the at least one converter switching pattern is also adjusted, in particular by determining a converter switching pattern with a reduced harmonic interference indication.

In einem (vorbeschriebenen) Auswerteprozess, umfassend den Ermittlungsschritt, den Auswerteschritt, den Bestimmungsschritt und den Steuerschritt, können bei einer Ausführungsform der Anmeldung diese Schritte im Wesentlichen sequentiell durchgeführt werden. Vorzugsweise kann der Auswerteprozess so lange wiederholt werden, also iterativ durchgeführt werden, bis die (vorgebbare und/oder vorgegebene) Mindestdistanz (ungefähr) erreicht ist. Ist dies der Fall, ist insbesondere eine optimale Einstellung hinsichtlich Schaltungsverlusten und Spannungsverzerrungen erreicht. Wie bereits beschrieben wurde, kann eine (nahezu) kontinuierliche Überwachung, Auswertung und (falls erforderlich) Anpassung des mindestens einen Umrichterschaltmusters erfolgen, um insbesondere Änderungen der Gesamtimpedanz (zeitnah) zu berücksichtigen.In one embodiment of the application, these steps can essentially be carried out sequentially in a (pre-described) evaluation process, comprising the determination step, the evaluation step, the determination step and the control step. The evaluation process can preferably be repeated, that is to say iteratively carried out, until the (specifiable and/or specified) minimum distance is (approximately) reached. If this is the case, in particular an optimal setting with regard to circuit losses and voltage distortions. As has already been described, (almost) continuous monitoring, evaluation and (if necessary) adaptation of the at least one converter switching pattern can take place in order in particular to (promptly) take account of changes in the overall impedance.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuervorrichtung kann der mindestens eine ermittelte Oberwellenparameter eine Gesamt-Oberwellenbelastung sein. Die Gesamt-Oberwellenbelastung bzw. der Gesamt-Oberwellenbelastungpegel ergibt sich insbesondere aus den einzelnen Oberwellen unterschiedlicher Ordnung. Die Gesamt-Oberwellenbelastung wird auch als „Total Harmonic Distortion“ (THD) bezeichnet.According to a further embodiment of the control device according to the application, the at least one ascertained harmonic parameter can be a total harmonic load. The overall harmonic load or the overall harmonic load level results in particular from the individual harmonics of different orders. The total harmonic load is also referred to as "Total Harmonic Distortion" (THD).

Alternativ und vorzugsweise zusätzlich kann der mindestens eine Oberwellenparameter eine Oberwelle einer bestimmten Ordnung sein. Insbesondere können eine Mehrzahl von Oberwellen(pegel) unterschiedlicher Ordnung ermittelt werden.Alternatively and preferably additionally, the at least one harmonic parameter can be a harmonic of a specific order. In particular, a plurality of harmonics (levels) of different orders can be determined.

Wie bereits beschrieben wurde, kann für jeden dieser Oberwellenparameter ein (individueller) Oberwellenparametergrenzwert vorgegeben sein. Auch kann nur ein einzelner Grenzwert für sämtliche Oberwellenparameter vorgegeben sein. Eine Anpassung eines Umrichterschaltmusters erfolgt hierbei derart, dass sämtliche Oberwellenparametergrenzwerte von den entsprechenden ermittelten Oberwellenparameter(werten) eingehalten werden. Wie bereits beschrieben wurde, kann dies insbesondere durch einen iterativ durchgeführten Auswerteprozess erreicht werden.As already described, an (individual) harmonic parameter limit value can be specified for each of these harmonic parameters. Also, only a single limit value can be specified for all harmonic parameters. In this case, a converter switching pattern is adapted in such a way that all harmonic parameter limit values are complied with by the corresponding determined harmonic parameter (values). As has already been described, this can be achieved in particular by an evaluation process that is carried out iteratively.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuervorrichtung kann die Steuervorrichtung ferner umfassen:

  • - mindestens eine Speichereinrichtung, eingerichtet zum Speichern, für mindestens einen Arbeitspunkt, eines ersten (vorberechneten) Umrichterschaltmusters und mindestens eines weiteren sich von dem ersten Umrichterschaltmuster zumindest teilweise unterscheidenden (vorberechneten) Umrichterschaltmusters.
According to a further embodiment of the control device according to the application, the control device can also include:
  • - at least one storage device, set up for storing, for at least one operating point, a first (precalculated) converter switching pattern and at least one further (precalculated) converter switching pattern that differs at least partially from the first converter switching pattern.

Vorzugsweise kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Umrichterschaltmustern jeweils für eine Mehrzahl von (potentiellen) Arbeitspunkten eines Umrichters vorab berechnet (insbesondere optimiert) und gespeichert werden. Abhängig von dem Auswerteergebnis kann die Bestimmungseinrichtung ein Umrichterschaltmuster als angepasstes Umrichterschaltmuster bestimmen.A multiplicity of different converter switching patterns can preferably be calculated in advance (in particular optimized) and stored for a multiplicity of (potential) operating points of a converter. Depending on the evaluation result, the determining device can determine a converter switching pattern as an adapted converter switching pattern.

Bei Varianten der Anmeldung kann die Speichereinrichtung nicht mit von der Steuervorrichtung gekoppelt sein. In diesem Fall kann eine externe Datenbank (beispielsweise implementiert in einem Backendsystem, Cloudserver und/oder dergleichen) vorgesehen sein, welche die Speichereinrichtung enthält, auf die die Bestimmungseinrichtung über eine (gesicherte) Kommunikationsverbindung zugreifen kann.In the case of variants of the application, the memory device cannot be coupled with the control device. In this case, an external database (implemented in a backend system, cloud server and/or the like, for example) can be provided, which contains the storage device which the determination device can access via a (secured) communication connection.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuervorrichtung kann zumindest dem ersten Umrichterschaltmuster eine erste Schaltverlustangabe und eine erste Oberwellenstörangabe und dem weiteren Umrichterschaltmuster eine weitere Schaltverlustangabe und eine weitere Oberwellenstörangabe zugeordnet sein. Vorzugsweise sind jedem gespeicherten Umrichterschaltmuster jeweils eine Schaltverlustangabe und eine Oberwellenstörangabe zugeordnet.According to a preferred embodiment of the control device according to the application, a first switching loss indication and a first harmonic interference indication can be assigned to at least the first converter switching pattern and a further switching loss indication and a further harmonic interference indication to the further converter switching pattern. A switching loss indication and a harmonic interference indication are preferably assigned to each stored converter switching pattern.

Eine Schaltverlustangabe ermöglicht insbesondere der Bestimmungseinrichtung eine Abschätzung, ob sich die Schaltverluste bei einer Auswahl des entsprechenden Umrichterschaltmusters erhöhen oder reduzieren, insbesondere verglichen zu dem derzeit eingestellten Umrichterschaltmuster. Eine Oberwellenstörangabe ermöglicht insbesondere der Bestimmungseinrichtung eine Abschätzung, ob sich der mindestens eine Oberwellenparameter(wert bzw. -pegel) bei einer Auswahl des entsprechenden Umrichterschaltmusters erhöht oder reduziert, insbesondere verglichen zu dem derzeit eingestellten Umrichterschaltmuster. Eine Oberwellenstörangabe und/oder eine Schaltverlustangabe kann/können ein absoluter oder relativer Wert sein, wobei der Wert explizit angegeben sein kann oder sich implizit aus dem in bestimmter Weise gespeicherten Umrichterschaltmuster ergeben kann.A switching loss specification enables the determining device in particular to estimate whether the switching losses increase or decrease when the corresponding converter switching pattern is selected, in particular compared to the currently set converter switching pattern. An indication of harmonic interference enables the determining device in particular to estimate whether the at least one harmonic parameter (value or level) increases or decreases when the corresponding converter switching pattern is selected, in particular compared to the currently set converter switching pattern. A harmonic interference indication and/or a switching loss indication may be an absolute or relative value, where the value may be explicitly stated or implicitly resulting from the converter switching pattern stored in some way.

Die erste Oberwellenstörangabe kann sich von der weiteren Oberwellenstörangabe unterscheiden. Insbesondere kann sich zusätzlich (aber auch alternativ) die erste Schaltverlustangabe von der weiteren Schaltverlustangabe unterscheiden.The first harmonic interference indication may differ from the further harmonic interference indication. In particular, the first switching loss indication can additionally (but also alternatively) differ from the further switching loss indication.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuervorrichtung können zumindest das erste Umrichterschaltmuster und das weitere Umrichterschaltmuster in einer Tabellenform gespeichert sein. Insbesondere können sämtliche gespeicherten Umrichterschaltmuster in einer Tabellenform gespeichert sein.According to a further preferred embodiment of the control device according to the application, at least the first converter switching pattern and the further converter switching pattern can be stored in a table form. In particular, all of the stored converter switching patterns can be stored in table form.

Besonders bevorzugt können die jeweilige Oberwellenstörangabe und die jeweilige Schaltverlustangabe der (jeweils) gespeicherten Umrichterschaltmuster aus der Tabellenposition des jeweiligen Umrichterschaltmusters zumindest ableitbar sein. Insbesondere können die Umrichterschaltmuster in einer Tabelle entsprechend einer vorgegebenen Speicherregel gespeichert sein, insbesondere positioniert sein. Aus der Tabellenposition eines ersten Umrichterschaltmuster, insbesondere in Vergleich zu der Tabellenposition des mindestens einen weiteren Umrichterschaltmusters der Tabelle, kann abgeleitet werden, wie die Schaltverluste und/oder der mindestens eine Oberwellenparameter durch das erste Umrichterschaltmuster im Vergleich zu dem mindestens einen weiteren Umrichterschaltmuster beeinflusst werden. Eine beispielhafte Tabelle ist nachfolgend dargestellt: Tabelle 1 m S S S S S S m1 S1,1 S1,2 S1,3 S1,4 S1,5 S1,6 m2 S2,1 S2,2 S2,3 S2,4 S2,5 S2,6 Particularly preferably, the respective harmonic interference information and the respective switching loss information of the (respectively) stored converter switching pattern can at least be derived from the table position of the respective converter switching pattern. In particular, the converter switching patterns can be stored, in particular positioned, in a table in accordance with a predetermined storage rule. From the table position of a first converter switching pattern, in particular in comparison to the table position of the at least one further converter switching pattern in the table, it can be derived how the switching losses and/or the at least one harmonic parameter are influenced by the first converter switching pattern in comparison to the at least one further converter switching pattern. An example table is shown below: Table 1 m S S S S S S m 1 S1.1 S1.2 S1.3 S1.4 S1.5 S1.6 m 2 2.1 S2.2 2.3 2.4 S2.5 2.6

Hierbei bezeichnet mn die verschiedenen Arbeitspunkte mit n = 1, 2... und Sn,k die vorberechneten Umrichterschaltmuster für den jeweiligen Arbeitspunkt mn, wobei k = 1, 2... andeutet, dass sich die Umrichterschaltmuster Sn,k voneinander unterscheiden. Bei dem vorliegenden Beispiel vergrößert sich mit steigendem k der mindestens eine Oberwellenparameter(wert) (also sie Spannungsverzerrung), während sich die Schaltverluste mit steigendem k reduzieren.In this case , m n designates the various operating points with n =1 , 2 distinguish from each other. In the present example, the at least one harmonic parameter (value) (ie the voltage distortion) increases as k increases, while the switching losses decrease as k increases.

Wenn beispielsweise für den mindestens einen Umrichter für den Arbeitspunkt mi derzeit das Umrichterschaltmuster S1,3 eingestellt ist und in dem Auswerteschritt festgestellt wird, dass ein Sicherheitsabstand (ausgehend von dem Grenzwert) über der vorgegebenen Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert liegt (also zumindest eine Mindestdistanz festgestellt wird), kann die Bestimmungseinrichtung vorzugsweise das (benachbarte) Umrichterschaltmuster S1,4 bestimmen. Dann kann wieder der mindestens eine Oberwellenparameter ermittelt werden (usw., wie zuvor beschrieben wurde).If, for example, the converter switching pattern S 1.3 is currently set for the at least one converter for the operating point mi and it is determined in the evaluation step that a safety distance (based on the limit value) is above the specified minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one predetermined harmonic parameter limit value (ie at least a minimum distance is determined), the determination device can preferably determine the (adjacent) converter switching pattern S 1.4 . Then the at least one harmonic parameter can be determined again (etc., as previously described).

Es versteht sich, dass die Tabelle 1 nur ein Beispiel ist und eine Tabelle anders organsiert sein kann, eine Vielzahl anderer oder weiterer Einträge umfassen kann, mehrdimensional sein kann, für eine Mehrzahl von Umrichter gebildet sein kann und/oder dergleichen. Alternativ zu einer Tabellenform ist auch ein funktionaler Zusammenhang zwischen den gespeicherten Mustern denkbar.It should be understood that Table 1 is just an example and a table may be organized differently, may include a variety of different or additional entries, may be multi-dimensional, may be formed for a plurality of converters, and/or the like. As an alternative to a table form, a functional connection between the stored patterns is also conceivable.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuervorrichtung kann die Auswerteeinrichtung eingerichtet sein zum Bestimmen eines (augenblicklichen) OberwellenSicherheitsabstands zwischen dem mindestens einen ermittelten Oberwellenparameter und dem mindestens einen Oberwellenparametergrenzwert. Wenn der bestimmte OberwellenSicherheitsabstand größer als die Mindestdistanz ist (ausgehend von der Oberwellenparametergrenzwert und sich unterhalb des Oberwellenparametergrenzwerts befindet), kann die Bestimmungseinrichtung eingerichtet sein zum Bestimmen des Umrichterschaltmusters aus den gespeicherten Umrichterschaltmustern (z.B. der Tabelle 1). Anders ausgedrückt, es kann also bestimmt werden, ob noch stärkere Spannungsverzerrungen möglich sind, um die Schaltverluste (noch weiter) zu reduzieren.According to a further preferred embodiment of the control device according to the application, the evaluation device can be set up to determine a (current) harmonic safety distance between the at least one determined harmonic parameter and the at least one harmonic parameter limit value. If the determined harmonic safety distance is greater than the minimum distance (based on the harmonics parameter limit and is below the harmonics parameter limit), the determining means may be arranged to determine the converter switching pattern from the stored converter switching patterns (e.g. Table 1). In other words, it can be determined whether even higher voltage distortions are possible to (even further) reduce the switching losses.

Vorzugsweise kann der Abstand zwischen dem bestimmten OberwellenSicherheitsabstand und der Mindestdistanz (und/oder dem Oberwellenparametergrenzwert) bestimmt werden und ein Umrichterschaltmuster abhängig von der Größe des Abstands bestimmt werden. Ist beispielsweise der Abstand klein, kann bei obiger Tabelle das unmittelbar benachbarte Muster ausgewählt werden. Ist hingegen der Abstand groß, kann beispielsweise das übernächste Muster bestimmt werden. Eine entsprechende Regel kann in der Bestimmungseinrichtung implementiert sein.Preferably, the distance between the determined harmonic safety distance and the minimum distance (and/or the harmonic parameter limit) can be determined and a converter switching pattern determined depending on the size of the distance. For example, if the distance is small, the immediately adjacent pattern can be selected in the table above. If, on the other hand, the distance is large, the next but one pattern can be determined, for example. A corresponding rule can be implemented in the determination device.

Darüber hinaus kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuervorrichtung, die Bestimmungseinrichtung eingerichtet sein zum Bestimmen des Umrichterschaltmusters zumindest aus dem ersten Umrichterschaltmuster und dem mindestens einen weiteren Umrichterschaltmuster, basierend auf (dem bestimmten OberwellenSicherheitsabstand und) den jeweils den Umrichterschaltmustern zugeordneten Oberwellenstörangabe und Schaltverlustangaben (wie insbesondere ausgeführt wurde). Hierdurch kann in besonders einfacher und gleichzeitig zuverlässiger Weise ein optimaleres Umrichterschaltmuster bestimmt werden.In addition, according to a further embodiment of the control device according to the application, the determination device can be set up to determine the converter switching pattern at least at least from the first converter switching pattern and the at least one further converter switching pattern, based on (the determined harmonic safety margin and) the respective harmonic interference data and switching loss data assigned to the converter switching patterns (as was explained in particular). As a result, a more optimal converter switching pattern can be determined in a particularly simple and at the same time reliable manner.

Vorzugsweise kann mindestens eine Schaltmusterbestimmungsregel vorgegeben sein. Die Schaltmusterbestimmungsregel kann vorgeben, dass bei einem Überschreiten der Mindestdistanz durch den OberwellenSicherheitsabstands ein Umrichterschaltmuster, basierend auf der jeweils zugeordneten Oberwellenstörangabe, bestimmt wird, welches eine Reduzierung des OberwellenSicherheitsabstands bewirkt (also die Störung vergrößert (aber gleichzeitig die Schaltverluste minimiert). Die Schaltmusterbestimmungsregel kann insbesondere die Bestimmung eines Umrichterschaltmusters aus einer Tabelle (z.B. Tabelle 1) vorgeben.Preferably, at least one shift pattern determination rule can be specified. The switching pattern determination rule can stipulate that if the minimum distance is exceeded by the harmonic safety margin, a converter switching pattern is determined based on the associated harmonic interference information, which causes a reduction in the harmonic safety margin (i.e. increases the interference (but at the same time minimizes the switching losses). The switching pattern determination rule can in particular specify the determination of a converter switching pattern from a table (e.g. table 1).

Bei einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuervorrichtung kann die Steuervorrichtung eine zentrale Steuervorrichtung (des gesamten Windparks) sein. Die Bestimmungseinrichtung dieser Steuervorrichtung kann eingerichtet sein zum Anpassen einer Mehrzahl von Umrichterschaltmustern für eine entsprechende Mehrzahl von Umrichtern des Windparks, beispielsweise basierend auf einer vorgegebenen Bestimmungsregel (wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird).In a further embodiment of the control device according to the application, the control device can be a central control device (of the entire wind farm). The determination device of this control device can be set up to adapt a plurality of converter switching patterns for a corresponding plurality of converters of the wind farm, for example based on a predefined determination rule (if at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one predefined harmonic parameter limit value is determined in the evaluation step ).

Die Steuereinrichtung der zentralen Steuervorrichtung kann eingerichtet sein zum Ansteuern der Mehrzahl von Umrichtern des Windparks mit den angepassten Umrichterschaltmustern. Abhängig von der mindestens einen Bestimmungsregel kann insbesondere nur das Umrichterschaltmuster eines einzelnen Umrichters (z.B. stark) geändert werden, die Umrichterschaltmuster eines Teils (> 1) der Umrichter des Windparks oder sämtliche Umrichterschaltmuster sämtlicher Umrichter des Windparks angepasst werden (wie zuvor beschrieben wurde). Beispielsweise kann die Bestimmungsregel in der Tabelle selbst abgebildet sein.The control device of the central control device can be set up to control the plurality of converters of the wind farm with the adapted converter switching patterns. Depending on the at least one determination rule, in particular only the converter switching pattern of a single converter (e.g. strong) can be changed, the converter switching pattern of a part (> 1) of the converters of the wind farm or all converter switching patterns of all converters of the wind farm can be adjusted (as described above). For example, the determination rule can be mapped in the table itself.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Windpark, insbesondere ein Offshore-Windpark, umfassend:

  • - mindestens eine Windkraftanlage mit mindestens einem Umrichter, und
  • - mindestens eine zuvor beschriebene Steuervorrichtung.
Another aspect of the application is a wind farm, in particular an offshore wind farm, comprising:
  • - at least one wind turbine with at least one converter, and
  • - at least one control device as described above.

Wie bereits beschrieben wurde, kann der Windpark über ein internes elektrisches Windparknetz verfügen, welches an mindestens einem Einspeisepunkt mit mindestens einem Verteilnetz und/oder Transportnetz elektrisch verbunden ist. Die mindestens eine Windkraftanlage ist an das Windparknetz angeschlossen und kann insbesondere die erzeugte elektrische Energie in dieses Netz einspeisen.As has already been described, the wind farm can have an internal electrical wind farm grid which is electrically connected to at least one distribution grid and/or transport grid at at least one feed point. The at least one wind power plant is connected to the wind farm network and can, in particular, feed the generated electrical energy into this network.

Das Windparknetz kann mindestens eine zuvor beschriebene Messeinrichtung umfassen, insbesondere eingerichtet zum Erfassen von Strom und Spannung an dem Einspeisepunkt. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann die Erfassung auch an einem anderen Punkt erfolgen, beispielsweise vor oder nach dem Einspeisepunkt (aus Sicht des Windparknetzes). Darüber hinaus kann der Windpark mindestens ein zuvor beschriebenes Kommunikationsnetz umfassen.The wind farm network can include at least one measuring device as described above, in particular set up for detecting current and voltage at the feed-in point. With other variants of the registration, the recording can also take place at a different point, for example before or after the feed-in point (from the point of view of the wind farm network). In addition, the wind farm can include at least one previously described communication network.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Windpark ein Offshore-Windpark sein. In der Regel weist ein Offshore-Windpark eine Vielzahl an Offshore-Windenergiebauwerke auf, wie eine Vielzahl von Offshore-Windkraftanlagen, Messmasten und/oder mindestens eine Offshore-Umspannstation. Über die Offshore-Umspannstation kann der Offshore-Windpark elektrisch beispielsweise mit einer Onshore-Umspannstation oder einer weiteren Offshore-Umspannstation bzw. Offshore-Konverterstation verbunden sein. Eine Onshore-Umspannstation wiederum kann mit dem Verteilnetz und/oder Transportnetz verbunden sein und beispielsweise den Einspeisepunkt bilden.In a preferred embodiment, the wind farm may be an offshore wind farm. As a rule, an offshore wind farm has a large number of offshore wind energy structures, such as a large number of offshore wind power plants, measuring masts and/or at least one offshore transformer station. The offshore wind farm can be electrically connected via the offshore substation to an onshore substation or another offshore substation or offshore converter station, for example. An onshore substation, in turn, can be connected to the distribution network and/or transport network and form the feed-in point, for example.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Steuern eines Windparks (mit mindestens einer Windkraftanlage), insbesondere eines zuvor beschriebenen Windparks. Das Verfahren umfasst:

  • - Ermitteln mindestens eines Oberwellenparameters aus mindestens einer bereitgestellten elektrischen Größe des elektrischen Windparknetzes in einem Ermittlungsschritt,
  • - Vergleichen des mindestens einen bestimmten Oberwellenparameters mit mindestens einem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert in einem Auswerteschritt,
  • - Anpassen eines für mindestens einen Umrichter des Windparks eingestellten Umrichterschaltmusters (für den eingestellten Arbeitspunkt des Umrichters) in einem Bestimmungsschritt, wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird, und
  • - Ansteuern des mindestens einen Umrichters mit dem angepassten Umrichterschaltmuster in einem Steuerschritt.
A further aspect of the application is a method for controlling a wind farm (with at least one wind power plant), in particular a wind farm as described above. The procedure includes:
  • - Determination of at least one harmonic parameter from at least one provided electrical variable of the electrical wind farm network in a determination step,
  • - Comparing the at least one specific harmonic parameter with at least one predefined harmonic parameter limit value in an evaluation step,
  • - Adaptation of a converter switching pattern set for at least one converter of the wind farm (for the set operating point of the converter) in a determination step if at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one specified harmonic parameter limit value is determined in the evaluation step, and
  • - Driving the at least one converter with the adapted converter switching pattern in one control step.

Das Verfahren kann insbesondere durch eine zuvor beschriebene Steuervorrichtung ausgeführt werden.The method can be carried out in particular by a previously described control device.

Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Computerprogrammprodukt (bzw. Computerprogramm), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer (insbesondere die Steuervorrichtung) diesen veranlassen, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.Yet another aspect of the application is a computer program product (or computer program) comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer (in particular the control device), cause the latter to execute the method described above.

Das Computerprogrammprodukt, insbesondere die Instruktionen bzw. Programmanweisungen, können in einem Computerprogrammspeicher gespeichert sein, insbesondere einem Programmspeicher. Zum Beispiel ist ein Programmspeicher ein nicht-flüchtiger Speicher wie ein Flash-Speicher, ein Magnetspeicher, ein EEPROM-Speicher (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und/oder ein optischer Speicher.The computer program product, in particular the instructions or program instructions, can be stored in a computer program memory, in particular a program memory. For example, program memory is non-volatile memory such as flash memory, magnetic memory, EEPROM memory (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), and/or optical memory.

Zusätzlich kann eine Steuervorrichtung einen Hauptspeicher aufweisen, zum Beispiel einen flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher, insbesondere einen Speicher mit wahlfreiem-Zugriff (RAM), wie ein statischer RAM-Speicher (SRAM), ein dynamischer RAM-Speicher (DRAM), ein ferroelektrischer RAM-Speicher (FeRAM) und/oder ein magnetischer RAM-Speicher (MRAM). Der Prozessor der Steuervorrichtung kann beispielsweise Zwischenergebnisse oder ähnliches in dem Hauptspeicher speichern.In addition, a control device may have a main memory, for example a volatile or non-volatile memory, in particular a random access memory (RAM) such as a static random access memory (SRAM), a dynamic random access memory (DRAM), a ferroelectric RAM memory (FeRAM) and/or magnetic random access memory (MRAM). The processor of the control device can, for example, store intermediate results or the like in the main memory.

Eine Einrichtung oder eine Vorrichtung kann vorliegend zumindest teilweise aus Software und/oder zumindest teilweise aus Hardware gebildet sein. Insbesondere kann eine Vorrichtung /ein Element geeignete Rechenelemente (z.B. Prozessor, Speicher, etc.) umfassen.In the present case, a facility or a device can be formed at least partially from software and/or at least partially from hardware. In particular, a device/element may include appropriate computing elements (e.g., processor, memory, etc.).

Die Merkmale der Steuervorrichtungen, Windparks, Verfahren und Computerprogrammprodukte sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.The features of the control devices, wind farms, methods and computer program products can be freely combined with one another. In particular, features of the description and/or the dependent claims, even if features of the independent claims are completely or partially bypassed, can be independently inventive on their own or freely combined with one another.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die anmeldungsgemäße Steuervorrichtung, den anmeldungsgemäßen Windpark, das anmeldungsgemäße Verfahren und das anmeldungsgemäße Computerprogrammprodukt auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Ansprüchen nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Windparks gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung,
  • 2 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung,
  • 3 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Umrichterregelung,
  • 4 ein Diagramm mit einem beispielhaften Pegelverlauf,
  • 5a ein Diagramm mit einer beispielhaft gemessenen Oberschwingung 5. Ordnung (Spannungs- und Stromverlauf) bei einer ersten Gesamt-Impedanz, und
  • 5b ein Diagramm mit einer beispielhaft gemessenen Oberschwingung 5. Ordnung (Spannungs- und Stromverlauf) bei einer weiteren Gesamt-Impedanz.
There are now a large number of possibilities for designing and further developing the control device according to the application, the wind farm according to the application, the method according to the application and the computer program product according to the application. In this regard, reference is made on the one hand to the claims subordinate to the independent claims and on the other hand to the description of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing shows:
  • 1 a schematic view of an embodiment of a wind farm according to the present application with an embodiment of a control device according to the present application,
  • 2 a diagram of an embodiment of a method according to the present application,
  • 3 a schematic view of an embodiment of a converter control,
  • 4 a diagram with an example level curve,
  • 5a a diagram with an exemplary measured 5th order harmonic (voltage and current profile) at a first total impedance, and
  • 5b a diagram with an example of a measured 5th order harmonic (voltage and current curve) with a further total impedance.

Nachfolgend werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.The same reference symbols are used below for the same elements.

Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Windparks 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtung 102 gemäß der vorliegenden Anmeldung.the 1 shows a schematic view of an embodiment of a wind farm 100 according to the present application with an embodiment of a control device 102 according to the present application.

Wie zu erkennen ist, umfasst der Windpark 100 mindestens eine Windkraftanlage 120 und ein elektrisches internes Windparknetz 132, das aus mindestens einem Energiekabel (insbesondere Mittelspannungskabel und/oder Hochspannungskabel) gebildet ist. Bei bevorzugten Varianten kann ein Windpark eine Mehrzahl von Windkraftanlagen umfassen. Insbesondere kann der Windpark 100 ein Offshore-Windpark 100 sein.As can be seen, the wind farm 100 comprises at least one wind turbine 120 and an electrical internal wind farm network 132, which is formed from at least one energy cable (in particular medium-voltage cable and/or high-voltage cable). In preferred variants, a wind farm can include a plurality of wind power plants. In particular, the wind farm 100 can be an offshore wind farm 100 .

Bei der Windkraftanlage 120 handelt es sich insbesondere um eine konventionelle Windkraftanlage 120. Die Windkraftanlage 120 verfügt über einen Turm 122 und einer auf dem Turm 122 angeordneten Gondel 126. Mit Hilfe eines Umrichters 126 wird die Windenergie in elektrische Energie gewandelt. Diese wird über einen Transformator 128 und einer elektrischen Verbindung 130 in das interne Windparknetz 132 eingespeist. Bei anderen Varianten kann der Transformator auch entfallen.The wind power plant 120 is in particular a conventional wind power plant 120. The wind power plant 120 has a tower 122 and a nacelle 126 arranged on the tower 122. The wind energy is converted into electrical energy with the aid of a converter 126. This is fed into the internal wind farm network 132 via a transformer 128 and an electrical connection 130 . In other variants, the transformer can also be omitted.

Über das Windparknetz 132 wird die generierte elektrische Energie zu einem Einspeisepunkt 134 übertragen. An dem Einspeisepunkt 134 wird die elektrische Energie in ein externes Verteil- und/oder Transportnetz 136 eingespeist. Wie zu erkennen ist, umfasst der Windpark 100 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens eine Messeinrichtung 138.The electrical energy generated is transmitted to a feed point 134 via the wind farm network 132 . The electrical energy is fed into an external distribution and/or transport network 136 at the feed point 134 . As can be seen, the wind farm 100 in the present exemplary embodiment includes at least one measuring device 138.

Die Messeinrichtung 138 ist vorliegend eingerichtet zum Messen des Stroms und der Spannung des Windparknetzes 132 an dem Einspeisepunkt 134. Diese gemessenen elektrischen Größen können an ein Empfangsmodul 116 der Steuervorrichtung (über ein (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Kommunikationsnetz) übertragen werden. Insbesondere kann die Messeinrichtung 138 zur (nahezu) kontinuierlichen Überwachung eingerichtet sein, also insbesondere nahezu kontinuierlich messen.The measuring device 138 is presently set up to measure the current and the voltage of the wind farm network 132 at the feed point 134. These measured electrical variables can be transmitted to a receiving module 116 of the control device (via a (wireless and/or wired) communication network). In particular, the measuring device 138 can be set up for (almost) continuous monitoring, that is to say in particular measuring almost continuously.

Die Steuervorrichtung 102 kann vorliegend insbesondere eine zentrale Steuervorrichtung 102 zum Steuern des gesamten Windparks 100 sein.In the present case, the control device 102 can in particular be a central control device 102 for controlling the entire wind farm 100 .

Die gemessenen (und abgetasteten) Messwerte werden insbesondere einer Ermittlungseinrichtung 104 der Steuervorrichtung 102 bereitgestellt. Die Ermittlungseinrichtung 104 ist eingerichtet zum Ermitteln mindestens eines Oberwellenparameters (vorzugsweise einer Mehrzahl von Oberwellenparametern) aus den bereitgestellten elektrischen Größen Strom und Spannung des elektrischen Windparknetzes 132 in einem Ermittlungsschritt. Wie bereits beschrieben wurde, kann dies unter Anwendung einer DFT erfolgen.The measured (and sampled) measured values are provided in particular to a determination device 104 of the control device 102 . The determination device 104 is set up to determine at least one harmonic parameter (preferably a plurality of harmonic parameters) from the provided electrical variables current and voltage of the electrical wind farm network 132 in a determination step. As previously described, this can be done using a DFT.

Der mindestens eine ermittelte Oberwellenparameter wird einer Auswerteeinrichtung 106 der Steuervorrichtung 102 bereitgestellt. Die Auswerteeinrichtung 106 wertet den ermittelten Oberwellenparameter und den zugehörigen (vorgegeben) Oberwellenparametergrenzwert aus. So ist die Auswerteeinrichtung 106 eingerichtet zum Vergleichen des mindestens einen bestimmten Oberwellenparameters mit mindestens einem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert in einem Auswerteschritt.The at least one ascertained harmonic parameter is made available to an evaluation device 106 of control device 102 . The evaluation device 106 evaluates the ascertained harmonic parameter and the associated (specified) harmonic parameter limit value. The evaluation device 106 is set up to compare the at least one specific harmonic parameter with at least one predefined harmonic parameter limit value in an evaluation step.

Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung 106 eingerichtet zum Bestimmen eines OberwellenSicherheitsabstands zwischen dem mindestens einen ermittelten (augenblicklichen) Oberwellenparameter und dem mindestens einen Oberwellenparametergrenzwert. Insbesondere wird der bestimmte OberwellenSicherheitsabstand mit der Mindestdistanz verglichen und geprüft, ob die Mindestdistanz erreicht wird oder (noch) nicht. Es wird also insbesondere geprüft, ob zumindest eine (vorgegebene) Mindestdistanz zwischen dem Oberwellenparameter und dem mindestens einen Oberwellenparametergrenzwert vorliegt.The evaluation device 106 is preferably set up to determine a harmonic safety margin between the at least one ascertained (instantaneous) harmonic parameter and the at least one harmonic parameter limit value. In particular, the determined harmonic safety distance is compared with the minimum distance and it is checked whether the minimum distance is reached or not (yet). It is therefore checked in particular whether there is at least a (specified) minimum distance between the harmonic parameter and the at least one harmonic parameter limit value.

Das Auswerteergebnis wird der Bestimmungseinrichtung 108 der Steuervorrichtung bereitgestellt. Wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird, also der bestimmte OberwellenSicherheitsabstand (ausgehend von dem Oberwellenparametergrenzwert) größer als die Mindestdistanz (ausgehend von dem Oberwellenparametergrenzwert) ist, erfolgt, durch die Bestimmungseinrichtung 108 ein Anpassen eines für mindestens einen Umrichter 126 des Windparks 100 eingestellten Umrichterschaltmusters für den eingestellten Arbeitspunkt des Umrichters 126 in einem Bestimmungsschritt.The evaluation result is made available to determination device 108 of the control device. If at least one minimum distance between the at least one specific harmonics parameter and the at least one specified harmonics parameter limit value is determined in the evaluation step, i.e. the specific harmonics safety distance (based on the harmonics parameter limit value) is greater than the minimum distance (based on the harmonics parameter limit value), determination device 108 an adjustment of a converter switching pattern set for at least one converter 126 of the wind farm 100 for the set operating point of the converter 126 in a determination step.

Insbesondere können in einer Speichereinrichtung 112 in Form eines Datenspeichers 112 eine Vielzahl von vorberechneten Umrichterschaltmuster für vorzugsweise eine Mehrzahl von potentiellen Arbeitspunkten, also Arbeitspunkte, die möglicherweise an dem Umrichter 126 eingestellt werden, gespeichert sein. Besonders bevorzugt können die vorberechneten Umrichterschaltmuster in Tabellenform gespeichert sein.In particular, a multiplicity of precalculated converter switching patterns for preferably a multiplicity of potential operating points, ie operating points which may be set on the converter 126, can be stored in a memory device 112 in the form of a data memory 112. The precalculated converter switching patterns can particularly preferably be stored in tabular form.

Eine jeweilige Oberwellenstörangabe und eine jeweilige Schaltverlustangabe eines jeweiligen gespeicherten Umrichterschaltmusters können insbesondere aus der Tabellenposition des jeweiligen Umrichterschaltmusters zumindest ableitbar sein. Abhängig von dem Auswerteergebnis erfolgt ein Anpassen des Umrichterschaltmusters durch die Bestimmungseinrichtung 108.A respective harmonic interference indication and a respective switching loss indication of a respective stored converter switching pattern can in particular from the table position of the respective converter switching pattern can at least be derived. Depending on the evaluation result, the converter switching pattern is adapted by determination device 108.

Insbesondere kann es bei der Auswertung zu folgenden drei Auswerteergebnissen kommen:

  1. 1. Der OberwellenSicherheitsabstand ist größer als die Mindestdistanz, also der Oberwellenparameter ist kleiner als der Oberwellenparametergrenzwert (d.h. insbesondere: In dem Auswerteschritt wird zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt).
  2. 2. Der OberwellenSicherheitsabstand ist ungefähr gleich der Mindestdistanz, also der Oberwellenparameter ist insbesondere ungefähr gleich oder nahe an dem Oberwellenparametergrenzwert, aber noch im zulässigen Bereich.
  3. 3. Der OberwellenSicherheitsabstand ist kleiner als die Mindestdistanz, also der Oberwellenparameter ist insbesondere größer als der Oberwellenparametergrenzwert, also nicht mehr im zulässigen Bereich.
In particular, the evaluation can lead to the following three evaluation results:
  1. 1. The harmonics safety distance is greater than the minimum distance, i.e. the harmonics parameter is smaller than the harmonics parameter limit value (ie in particular: In the evaluation step, at least one minimum distance between the at least one specific harmonics parameter and the at least one specified harmonics parameter limit value is determined).
  2. 2. The harmonic safety distance is approximately equal to the minimum distance, so in particular the harmonic parameter is approximately equal to or close to the harmonic parameter limit but still within the allowable range.
  3. 3. The harmonics safety distance is smaller than the minimum distance, that is, the harmonics parameter is in particular greater than the harmonics parameter limit value, that is, no longer in the permissible range.

Nach dem Beispiel gemäß der Tabelle 1 erfolgt in den drei Fällen insbesondere Folgendes:

  1. 1. Wenn beispielsweise für den mindestens einen Umrichter 126 für den Arbeitspunkt mi derzeit das Umrichterschaltmuster S1,3 eingestellt ist, kann die Bestimmungseinrichtung 108 vorzugsweise das (benachbarte) Umrichterschaltmuster S1,4 bestimmen, welches vorzugsweise eine im Vergleich zum eingestellten Umrichterschaltmuster S1,3 geringere Schaltverlustangabe aufweist (die Oberwellenstörangabe kann im Vergleich zum eingestellten Umrichterschaltmuster S1,3 höher sein).
  2. 2. Das derzeit eingestellte Umrichterschaltmuster, z.B. S1,3, bleibt eingestellt.
  3. 3. Wenn beispielsweise für den mindestens einen Umrichter 126 für den Arbeitspunkt mi derzeit das Umrichterschaltmuster S1,3 eingestellt ist, kann die Bestimmungseinrichtung 108 vorzugsweise das (benachbarte) Umrichterschaltmuster S1,2 bestimmen, welches vorzugsweise eine im Vergleich zum eingestellten Umrichterschaltmuster S1,3 geringere Oberwellenstörangabe aufweist (die Schaltverlustangabe kann im Vergleich zum eingestellten Umrichterschaltmuster S1,3 höher sein).
According to the example in Table 1, the following occurs in particular in the three cases:
  1. 1. If, for example, the converter switching pattern S 1.3 is currently set for the at least one converter 126 for the operating point mi, the determination device 108 can preferably determine the (neighboring) converter switching pattern S 1.4 , which is preferably one in comparison to the set converter switching pattern S 1 .3 has lower switching loss information (the harmonic interference information can be higher compared to the set converter switching pattern S 1.3 ).
  2. 2. The converter switching pattern currently set, eg S 1.3 , remains set.
  3. 3. If, for example, the converter switching pattern S 1.3 is currently set for the at least one converter 126 for the operating point mi, the determination device 108 can preferably determine the (neighboring) converter switching pattern S 1.2 , which is preferably one in comparison to the set converter switching pattern S 1 .3 has lower harmonic interference information (the switching loss information can be higher compared to the set converter switching pattern S 1.3 ).

Insbesondere in den Fällen 1. und 3. wird das bestimmte Umrichterschaltmuster der Steuereinrichtung 110 zur Verfügung gestellt bzw. die Steuereinrichtung 110 darüber informiert. Die Steuereinrichtung 110 ist eingerichtet zum Ansteuern des mindestens einen Umrichters 126 mit dem angepassten Umrichterschaltmuster in einem Steuerschritt. Insbesondere mit dem aus der Tabelle neu ausgewähltem Umrichterschaltmuster.Particularly in cases 1 and 3, the specific converter switching pattern is made available to the control device 110 or the control device 110 is informed about it. The control device 110 is set up to control the at least one converter 126 with the adapted converter switching pattern in one control step. Especially with the newly selected converter switching pattern from the table.

Hierzu kann eine Sendeeinrichtung 114 der Steuervorrichtung 102, veranlasst durch die Steuereinrichtung 110, das bestimmte Umrichterschaltmuster über ein (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Kommunikationsnetz 140 an eine Empfangseinrichtung 142 des Umrichters 126 übertragen werden. Dann kann der Umrichter 126, insbesondere die Leistungsschalter, entsprechend dem Umrichterschaltmuster betrieben werden.For this purpose, a transmitting device 114 of control device 102, prompted by control device 110, can transmit the specific converter switching pattern via a (wireless and/or wired) communication network 140 to a receiving device 142 of converter 126. Then the converter 126, in particular the circuit breakers, can be operated according to the converter switching pattern.

Die 2 zeigt ein Diagramm eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung, insbesondere zum Betreiben eines Windparks, wie beispielhaft in 1 beschrieben wurde. Das Verfahren kann insbesondere durch die Steuervorrichtung gemäß der 1 durchgeführt werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher bei den Ausführungen zur 2 ergänzend auf die Ausführungen zur 1 verwiesen.the 2 shows a diagram of a method according to the present application, in particular for operating a wind farm, as exemplified in FIG 1 was described. The method can in particular by the control device according to the 1 be performed. To avoid repetition, therefore, in the explanations for 2 in addition to the remarks on 1 referred.

In einem ersten Schritt 201 erfolgt ein Ermitteln mindestens eines Oberwellenparameters aus mindestens einer bereitgestellten elektrischen Größe des elektrischen Windparknetzes in einem Ermittlungsschritt.In a first step 201, at least one harmonic parameter is determined from at least one provided electrical variable of the electrical wind farm network in a determination step.

In einem (nachfolgenden) Schritt 202 erfolgt ein Vergleichen des mindestens einen bestimmten Oberwellenparameters mit mindestens einem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert in einem Auswerteschritt.In a (subsequent) step 202, the at least one specific harmonic parameter is compared with at least one predefined harmonic parameter limit value in an evaluation step.

Anschließend erfolgt in Schritt 203 ein Anpassen (wie zuvor beschrieben) eines für mindestens einen Umrichter des Windparks eingestellten Umrichterschaltmusters (für den eingestellten Arbeitspunkt des Umrichters) in einem Bestimmungsschritt, wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird, also insbesondere wenn der bestimmte OberwellenSicherheitsabstand größer ist als die Mindestdistanz (jeweils ausgehend von dem Oberwellenparametergrenzwert).Then, in step 203, an adjustment (as described above) of a converter switching pattern set for at least one converter of the wind farm (for the set operating point of the converter) takes place in a determination step if at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one predetermined harmonics parameter limit value is determined, ie in particular when the certain harmonics safety distance is greater than the minimum distance (each based on the harmonics parameter limit value).

Dann erfolgt in Schritt 204 ein Ansteuern des mindestens einen Umrichters mit dem angepassten Umrichterschaltmuster in einem Steuerschritt. Dann wird das Verfahren mit Schritt 201 fortgesetzt. Insbesondere wird das Verfahren, also insbesondere der Auswerteprozess, iterativ durchgeführt. Vorzugsweise kann der Auswerteprozess so lange wiederholt werden, bis in Schritt 202 festgestellt wird, dass die Mindestdistanz (ungefähr) erreicht ist, also insbesondere der OberwellenSicherheitsabstand (nahezu) identisch mit der Mindestdistanz ist.Then, in step 204, the at least one converter is controlled with the adapted converter switching pattern in a control step. The method then continues with step 201. In particular, the method, ie in particular the evaluation process, is carried out iteratively. The evaluation process can preferably be repeated until it is determined in step 202 that the minimum distance has (approximately) been reached, ie in particular the harmonic safety distance is (almost) identical to the minimum distance.

3 zeigt beispielhaft eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Umrichterregelung mit einem Ausführungsbeispiel eines anmeldungsgemäßen Umrichters 326. 3 shows an example of a schematic view of an embodiment of a converter control with an embodiment of a converter according to the application 326.

Wie aus der 3 zu erkennen ist, wird als Sollwert vorliegend ein Sollstrom isoll vorgegeben und mit dem tatsächlichen Strom iist an dem Vergleicher 350 verglichen. Die bestimmte Regeldifferenz 351 bzw. -abweichung 351 wird dem Regler 352 des Umrichters 326 zugeführt.How from the 3 As can be seen, a setpoint current i setpoint is specified as the setpoint value and is compared with the actual current i actual at comparator 350 . The determined control difference 351 or deviation 351 is fed to the controller 352 of the converter 326 .

Dieser bestimmt die Stellgröße 354 (insbesondere Modulationsgrad m und Phasenwinkel δ) und führt sie dem Modulator 358 zu. Zusätzlich wird dem Modulator 358 das angepasste, insbesondere bestimmte Umrichterschaltmuster 356 (wie zuvor beschrieben wurde) zugeführt.This determines the manipulated variable 354 (in particular degree of modulation m and phase angle δ) and feeds it to the modulator 358 . In addition, the modulator 358 is supplied with the adapted, in particular determined, converter switching pattern 356 (as previously described).

Aus der zugeführten Stellgröße 354 und dem zugeführten Umrichterschaltmuster 356 erzeugt der Modulator 358 Schaltsignale 362, welche der Leistungselektronik 360, insbesondere den IGBTs 360 und/oder IGCTs 360, zugeführt werden. Hierdurch werden die Regelabweichung 351 minimiert und gleichzeitig die Schaltverluste und die Spannungsverzerrung in ihrer Gesamtheit optimiert, wie zuvor beschrieben wurde. Es versteht sich, dass eine Optimierung beider Parameter dadurch erfolgt, dass sich ein Parameter verbessert und der andere Parameter verschlechtert, jedoch insgesamt für den Windpark eine Optimierung erfolgt.The modulator 358 generates switching signals 362 from the supplied manipulated variable 354 and the supplied converter switching pattern 356, which are supplied to the power electronics 360, in particular the IGBTs 360 and/or IGCTs 360. This minimizes the droop 351 while optimizing the overall switching losses and voltage distortion as previously described. It goes without saying that both parameters are optimized in that one parameter improves and the other parameter deteriorates, but overall an optimization takes place for the wind farm.

Die 4 zeigt ein Diagramm mit einem beispielhaften Pegelverlauf P einer Mehrzahl von unterschiedlichen Oberwellenparametern 484, 486, 488 in Form von Oberschwingungspegeln 484, 486, 488 von drei Phasenspannungen. Die drei Oberschwingungspegel 484, 486, 488 sind zu drei unterschiedlichen Zeitpunkten 1, 2 und 3 gemessen bzw. mittels DFT ermittelt worden. Das Bezugszeichen 482 gibt den Oberwellenparametergrenzwert an. Dieser ist für die dargestellten Zeitpunkte 1, 2 und 3 konstant, kann sich bei anderen Varianten der Anmeldung aber auch über die Zeit ändern.the 4 shows a diagram with an exemplary level profile P of a plurality of different harmonic parameters 484, 486, 488 in the form of harmonic levels 484, 486, 488 of three phase voltages. The three harmonic levels 484, 486, 488 were measured at three different points in time 1, 2 and 3 or determined using DFT. Numeral 482 indicates the harmonics parameter limit. This is constant for the times 1, 2 and 3 shown, but can also change over time with other variants of the registration.

Das Bezugszeichen 480 gibt die Mindestdistanz an. Bei Varianten kann diese Distanz, ausgehend von dem Oberwellenparametergrenzwert, auch null (oder ca. null) sein. Die Bezugszeichen 478.1, 478.2, 478.3 bezeichnen die in dem Auswerteschritt bestimmten jeweiligen Oberwellenstörabstände ausgehend von dem Oberwellenparametergrenzwert.Reference number 480 indicates the minimum distance. In variants, this distance may also be zero (or approximately zero) based on the harmonic parameter limit. The reference symbols 478.1, 478.2, 478.3 designate the respective harmonic signal-to-noise ratios determined in the evaluation step, starting from the harmonic parameter limit value.

Wie aus dem Zeitpunkt 2 hervorgeht, wurde insbesondere nach dem Zeitpunkt 1 ein Umrichterschaltmuster bestimmt, welches geringere Schaltverluste, aber höhere Oberwellenstörungen mit sich bringt.As can be seen from point in time 2, a converter switching pattern was determined after point in time 1 in particular, which entails lower switching losses but higher harmonic interference.

Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Zeitpunkt 2 bzw. für den Zeitpunkt 2 (noch immer) zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird (mit anderen Worten, der OberwellenSicherheitsabstand 478.2 ist größer als die Mindestdistanz 480), wird erneut ein neues Umrichterschaltmuster bestimmt, welches verglichen mit dem im Zeitpunkt 2 eingestellten Umrichterschaltmuster geringere Schaltverluste, aber höhere Oberwellenstörungen mit sich bringt.Since in the present exemplary embodiment at point in time 2 or for point in time 2 (still) at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one predetermined harmonic parameter limit value is determined (in other words, the harmonic safety distance 478.2 is greater than the minimum distance 480), a new converter switching pattern is determined again, which compared to the converter switching pattern set at time 2 has lower switching losses but higher harmonic interference.

Dies führt im vorliegenden Beispiel dazu, dass im Zeitpunkt 3 ein optimales Umrichterschaltmuster eingestellt ist, bei dem der OberwellenSicherheitsabstand 478.3 im Wesentlichen der Mindestdistanz 480 entspricht, jedoch (in jedem Fall) noch unterhalb des Oberwellenparametergrenzwerts 482 liegt, also im zulässigen Bereich. Hierbei sind die Schaltverluste (nicht in der Figur dargestellt) minimiert.In the present example, this results in an optimal converter switching pattern being set at time 3, in which the harmonic safety distance 478.3 essentially corresponds to the minimum distance 480, but (in any case) is still below the harmonic parameter limit value 482, i.e. in the permissible range. Here, the switching losses (not shown in the figure) are minimized.

Die 5a und 5b zeigen jeweils ein Diagramm mit einer beispielhaft gemessenen Oberschwingung 5. Ordnung (Spannungs- und Stromverlauf) bei einer ersten Gesamt-Impedanz (5a) und einer werden Gesamt-Impedanz (5b). Die Ausführungen lassen sich auf Oberwellen anderer Ordnung oder die THD übertragen.the 5a and 5b each show a diagram with an exemplary measured 5th order harmonic (voltage and current curve) at a first total impedance ( 5a) and one will be total impedance ( 5b) . The explanations can be transferred to harmonics of other orders or the THD.

Jeweils in dem oberen Diagramm ist der Spannungspegel Pu über der Zeit t und im jeweils unteren Diagramm der Strom i über der Zeit t aufgetragen. Wie man erkennt, sind die Stromamplituden in beiden Fällen gleich, denn diese macht der Umrichter nun mal, mal mehr, mal weniger, je nach Arbeitspunkt.The voltage level P u is plotted against the time t in each case in the upper diagram and the current i is plotted against the time t in the respective lower diagram. As you can see, the current amplitudes are the same in both cases, because the converter sometimes makes them, sometimes more, sometimes less, depending on the operating point.

Wie ferner zu erkennen ist, ist die Spannungsverzerrung jedoch im ersten Fall deutlich höher als im zweiten Fall. Dies ist insbesondere bedingt durch die unterschiedliche Gesamt-Impedanz, die jeweils an dem Netzanschlusspunkt auftritt. Trifft der Strom einer bestimmten Ordnung auf eine Impedanz dieser Ordnung, tritt eine hohe Verzerrung auf nach U = R * I.As can also be seen, the voltage distortion is significantly higher in the first case than in the second case. This is due in particular to the different overall impedance that occurs at the network connection point. If the current of a certain order meets an impedance of this order, a high distortion occurs according to U = R * I.

Es sei angemerkt, dass im Rahmen der dauerhaften Messung und Berechnung der Oberwellen am Einspeisepunkt anmeldungsgemäß insbesondere ermittelt wird, in wie weit die Oberwellen(parameter) unter den maximal zulässigen Werten der Oberwellenbelastung/Oberwellenparametergrenzwert liegen. Daraufhin kann ein hinsichtlich der Schaltverluste optimiertes Off-Line Umrichterschaltmuster bzw. Pulsmuster (für den jeweiligen Arbeitspunkt) sequentiell in die einzelnen Windturbinen bzw. Umrichter geladen werden. Weiterhin kann die Oberwellenbelastung am Einspeisepunkt überwacht werden.It should be noted that as part of the permanent measurement and calculation of the harmonics at the feed point, it is determined according to the application in particular how far the harmonics (parameters) are below the maximum permissible values of the harmonic load/harmonic parameter limit value. An off-line converter switching pattern or pulse pattern (for the respective operating point) optimized in terms of switching losses can then be sequentially loaded into the individual wind turbines or converters. Furthermore, the harmonic load at the feed point can be monitored.

Es können insbesondere so lange Off-Line Umrichterschaltmuster bzw. Pulsmuster in die einzelnen Windturbinen geladen bis man unter einem vorher definierten Hysteresewert bzw. eine vorher definierte Mindestdistanz (und unterhalb der maximal zulässigen Werte der Oberwellenbelastung) liegt.In particular, off-line converter switching patterns or pulse patterns can be loaded into the individual wind turbines until they are below a previously defined hysteresis value or a previously defined minimum distance (and below the maximum permissible values of the harmonic load).

Als weitere Option kann eine finite Zahl Off-Line Umrichterschaltmuster bzw. Pulsmuster (sogenannte gewichtete Off-Line Umrichterschaltmuster bzw. Pulsmuster, die einen Kompromiss zwischen Oberwellenbelastung und Schaltverlusten darstellen) in Abhängigkeit der Pegel der zulässigen Spannungsverzerrung vorberechnet werden und je Grenzpegel gleichzeitig in alle Windturbinen oder nur einem Teil der Windturbinen geladen werden.As a further option, a finite number of off-line converter switching patterns or pulse patterns (so-called weighted off-line converter switching patterns or pulse patterns, which represent a compromise between harmonic load and switching losses) can be pre-calculated depending on the level of permissible voltage distortion and per limit level simultaneously in all wind turbines or only a part of the wind turbines can be charged.

Das vorliegende Verfahren hat den Vorteil, dass mit sehr geringem Aufwand ein Windpark schaltverlustoptimiert betrieben und so ein höheren Ertrag erwirtschaftet werden kann.The present method has the advantage that a wind farm can be operated in a switching-loss-optimized manner with very little effort, and a higher yield can thus be generated.

Alternativ zu einer zentralen Steuervorrichtung, wie in 1 dargestellt, kann die Auswahl der Off-Line Pulsmuster auch auf Windturbinenebene durchgeführt werden.As an alternative to a central control device, as in 1 shown, the selection of the off-line pulse pattern can also be performed at the wind turbine level.

Bei einem Offline Verfahren, wie hier insbesondere angewendet wird, können die vorberechneten Pulsmuster quasi „offline“, also außerhalb des Umrichters, erzeugt, dann in den Umrichter eingespielt und von diesem anschließend genutzt werden. Im Gegensatz hierzu wird bei einem Online-Verfahren vorgesehen, dass sich der Umrichter quasi „live“ während des Betriebs überlegt, wie er zu Schalten hat. Bei einem Offline Verfahren kann eine Optimierung erfolgen, welche eine hohe Rechenleistung erfordert. Diese kann der Umrichter nicht selbst „online“ erbringen, da die Regelung im FPGA des Umrichters im Nanosekundenbereich läuft. Bei Varianten der Anmeldung kann ein (externes) Zusatzsystem vorgesehen sein, eingerichtet zum Durchführen der Berechnungen.In an offline method, as is used in particular here, the precalculated pulse patterns can be generated quasi “offline”, ie outside of the converter, then imported into the converter and subsequently used by it. In contrast to this, with an online method, the converter considers how it should switch “live” during operation. In an offline method, an optimization can take place, which requires a high computing power. The converter cannot do this “online” itself, since the control in the FPGA of the converter runs in the nanosecond range. In the case of variants of the registration, an (external) additional system can be provided, set up to carry out the calculations.

Bei dieser Optimierung, also das Vorberechnen der Pulsmuster auf ein bestimmtes Verhältnis zwischen Schaltverlusten und Oberwellen, kann vorzugsweise die langsame Regelung/Steuerung des Windparks am Netzanschlusspunkt mit berücksichtigt werden, also insbesondere dort, wo auch mittels DFT/FFT die Oberwellen ermittelt werden.With this optimization, i.e. the pre-calculation of the pulse pattern for a specific ratio between switching losses and harmonics, the slow regulation/control of the wind farm at the grid connection point can preferably be taken into account, i.e. in particular there where the harmonics are also determined using DFT/FFT.

Claims (12)

Steuervorrichtung (102) für einen Windpark (100) mit einem elektrischen Windparknetz (132), insbesondere für einen Offshore-Windpark (100), umfassend: - mindestens eine Ermittlungseinrichtung (104), eingerichtet zum Ermitteln mindestens eines Oberwellenparameters aus mindestens einer bereitgestellten elektrischen Größe des elektrischen Windparknetzes (132), - mindestens eine Auswerteeinrichtung (106), eingerichtet zum Vergleichen des mindestens einen bestimmten Oberwellenparameters mit mindestens einem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert in einem Auswerteschritt, - mindestens eine Bestimmungseinrichtung (108), eingerichtet zum Anpassen eines für mindestens einen Umrichter (126, 326) des Windparks (100) eingestellten Umrichterschaltmusters, wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird, und - mindestens eine Steuereinrichtung (110), eingerichtet zum Ansteuern des mindestens einen Umrichters (126, 326) mit dem angepassten Umrichterschaltmuster.Control device (102) for a wind farm (100) with an electrical wind farm network (132), in particular for an offshore wind farm (100), comprising: - at least one determination device (104), set up to determine at least one harmonic parameter from at least one electrical variable provided of the electrical wind farm grid (132), - at least one evaluation device (106), set up to compare the at least one specific harmonic parameter with at least one predetermined harmonic parameter limit value in an evaluation step, - at least one determination device (108), set up to adapt a for at least one converter (126 , 326) of the wind farm (100) set converter switching pattern if at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one specified harmonic parameter limit value is determined in the evaluation step, and - At least one control device (110), set up to control the at least one converter (126, 326) with the adapted converter switching pattern. Steuervorrichtung (102) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - der mindestens eine ermittelte Oberwellenparameter eine Gesamt-Oberwellenbelastung ist, und/oder - der mindestens eine Oberwellenparameter eine Oberwelle einer bestimmten Ordnung ist.Control device (102) after claim 1 , characterized in that - the at least one determined harmonic parameter is a total harmonic load, and/or - the at least one harmonic parameter is a harmonic of a specific order. Steuervorrichtung (102) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (102) ferner umfasst: - mindestens eine Speichereinrichtung (112), eingerichtet zum Speichern, für mindestens einen Arbeitspunkt des Umrichters (126, 326), eines ersten Umrichterschaltmusters und mindestens eines weiteren sich von dem ersten Umrichterschaltmuster zumindest teilweise unterscheidenden Umrichterschaltmusters.Control device (102) after claim 1 or 2 , characterized in that the control device (102) further comprises: - at least one storage device (112), set up for storing, for at least one operating point of the converter (126, 326), a first converter switching pattern and at least one further converter switching pattern that differs from the first converter switching pattern at least partially differing converter switching pattern. Steuervorrichtung (102) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest dem ersten Umrichterschaltmuster eine erste Schaltverlustangabe und eine erste Oberwellenstörangabe und dem weiteren Umrichterschaltmuster eine weitere Schaltverlustangabe und eine weitere Oberwellenstörangabe zugeordnet ist, - wobei sich die erste Oberwellenstörangabe von der weiteren Oberwellenstörangabe unterscheidet, und/oder - wobei sich die erste Schaltverlustangabe von der weiteren Schaltverlustangabe unterscheidet.Control device (102) after claim 3 , characterized in that - at least the first converter switching pattern is assigned a first switching loss indication and a first harmonic interference indication and the further converter switching pattern is assigned a further switching loss indication and a further harmonic interference indication, - the first harmonic interference indication differs from the further harmonic interference indication, and/or - the first switching loss indication differs from the further switching loss indication. Steuervorrichtung (102) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest das erste Umrichterschaltmuster und das weitere Umrichterschaltmuster in einer Tabellenform gespeichert sind, - wobei die jeweilige Oberwellenstörangabe und die jeweilige Schaltverlustangabe der gespeicherten Umrichterschaltmuster aus der Tabellenposition des jeweiligen Umrichterschaltmusters zumindest ableitbar sind.Control device (102) after claim 4 , characterized in that - at least the first converter switching pattern and the further converter switching pattern are stored in a table form, - the respective harmonic interference data and the respective switching loss data of the stored converter switching patterns being at least derivable from the table position of the respective converter switching pattern. Steuervorrichtung (102) nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass - die Auswerteeinrichtung (106) eingerichtet ist zum Bestimmen eines OberwellenSicherheitsabstands zwischen dem mindestens einen ermittelten Oberwellenparameter und dem mindestens einen Oberwellenparametergrenzwert, und - die Bestimmungseinrichtung (108) eingerichtet ist zum Bestimmen des Umrichterschaltmusters aus den gespeicherten Umrichterschaltmustern, wenn der bestimmte OberwellenSicherheitsabstand größer als die Mindestdistanz ist.Control device (102) according to any one of the preceding claims 3 until 5 , characterized in that - the evaluation device (106) is set up to determine a harmonic safety margin between the at least one determined harmonic parameter and the at least one harmonic parameter limit value, and - the determination device (108) is set up to determine the converter switching pattern from the stored converter switching patterns if the specific Harmonic safety distance is greater than the minimum distance. Steuervorrichtung (102) nach Anspruch 4 oder 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass - die Bestimmungseinrichtung (108) eingerichtet ist zum Bestimmen des Umrichterschaltmusters zumindest aus dem ersten Umrichterschaltmuster und dem mindestens einen weiteren Umrichterschaltmuster, basierend auf den jeweils den Umrichterschaltmustern zugeordneten Oberwellenstörangabe und Schaltverlustangaben.Control device (102) after claim 4 or 5 and 6 , characterized in that - the determination device (108) is set up to determine the converter switching pattern at least from the first converter switching pattern and the at least one further converter switching pattern, based on the respective converter switching patterns associated harmonic interference data and switching loss data. Steuervorrichtung (102) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - mindestens eine Schaltmusterbestimmungsregel vorgegeben ist, - wobei die Schaltmusterbestimmungsregel vorgibt, dass bei einem Überschreiten der Mindestdistanz durch den OberwellenSicherheitsabstands ein Umrichterschaltmuster, basierend auf der jeweils zugeordneten Oberwellenstörangabe, bestimmt wird, welches eine Reduzierung des OberwellenSicherheitsabstands bewirkt.Control device (102) according to one of the preceding claims, characterized in that - at least one switching pattern determination rule is specified, - the switching pattern determination rule specifying that when the minimum distance is exceeded by the harmonic safety distance, a converter switching pattern is determined based on the associated harmonic interference information, which causes a reduction in the harmonic safety margin. Steuervorrichtung (102) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Steuervorrichtung (102) eine zentrale Steuervorrichtung (102) des Windparks (100) ist, - die Bestimmungseinrichtung (108) eingerichtet ist zum Anpassen einer Mehrzahl von Umrichterschaltmustern für eine entsprechende Mehrzahl von Umrichtern (126, 326) des Windparks (100), und - die Steuereinrichtung (110) der zentralen Steuervorrichtung (102) eingerichtet ist zum Ansteuern der Mehrzahl von Umrichtern (126, 326) des Windparks (100) mit den angepassten Umrichterschaltmustern.Control device (102) according to one of the preceding claims, characterized in that - the control device (102) is a central control device (102) of the wind farm (100), - the determination device (108) is set up to adapt a plurality of converter switching patterns for a corresponding Multiple converters (126, 326) of the wind farm (100), and - the control device (110) of the central control device (102) is set up to control the plurality of converters (126, 326) of the wind farm (100) with the adapted converter switching patterns. Windpark (100), insbesondere Offshore-Windpark (100), umfassend: - mindestens eine Windkraftanlage (120) mit mindestens einem Umrichter (126, 326), und - mindestens eine Steuervorrichtung (102) nach einem der vorherigen Ansprüche.Wind farm (100), in particular offshore wind farm (100), comprising: - At least one wind turbine (120) with at least one converter (126, 326), and - At least one control device (102) according to any one of the preceding claims. Verfahren zum Steuern eines Windparks (100), insbesondere eines Windparks (100) nach Anspruch 10, umfassend: - Ermitteln mindestens eines Oberwellenparameters aus mindestens einer bereitgestellten elektrischen Größe des elektrischen Windparknetzes (132) in einem Ermittlungsschritt, - Vergleichen des mindestens einen bestimmten Oberwellenparameters mit mindestens einem vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert in einem Auswerteschritt, - Anpassen eines für mindestens einen Umrichter (126, 326) des Windparks (100) eingestellten Umrichterschaltmusters in einem Bestimmungsschritt, wenn in dem Auswerteschritt zumindest eine Mindestdistanz zwischen dem mindestens einen bestimmten Oberwellenparameter und dem mindestens einen vorgegebenen Oberwellenparametergrenzwert festgestellt wird, und - Ansteuern des mindestens einen Umrichters (126, 326) mit dem angepassten Umrichterschaltmuster in einem Steuerschritt.Method for controlling a wind farm (100), in particular a wind farm (100). claim 10 , comprising: - determining at least one harmonic parameter from at least one provided electrical quantity of the electrical wind farm network (132) in a determination step, - comparing the at least one determined harmonic parameter with at least one predetermined harmonic parameter limit value in an evaluation step, - adapting a converter for at least one converter (126, 326) of the wind farm (100) set converter switching pattern in a determination step if at least one minimum distance between the at least one specific harmonic parameter and the at least one specified harmonic parameter limit value is determined in the evaluation step, and - activating the at least one converter (126, 326) with the adapted one Inverter switching pattern in one control step. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 11 auszuführen.Computer program product, comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause it to carry out the method according to claim 11 to execute.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20090045782A1 (en) 2007-08-16 2009-02-19 General Electric Company Power conversion system
US20120161685A1 (en) 2010-12-24 2012-06-28 Abb Research Ltd Method for controlling a converter
EP2863528A1 (en) 2013-10-16 2015-04-22 Siemens Aktiengesellschaft Operation of an inverter as a DC/DC-converter

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