DE202015101806U1 - Renewable Energy Plant and Renewable Energy Park - Google Patents
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Abstract
Erneuerbare-Energie-Anlage (10), umfassend
– eine Energieerzeugungseinheit (11), die elektrischen Wechselstrom erzeugen kann;
– einen Anlagentransformator (12) mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis, dessen Primärseite an die Energieerzeugungseinheit (11) angeschlossen ist und dessen Sekundärseite an ein Stromnetz (20) angeschlossen werden kann;
– ein Anlagensteuersystem (13), das an den Anlagentransformator (12) angeschlossen und derart ausgebildet ist, dass es das Übersetzungsverhältnis des Anlagentransformators (12) in Abhängigkeit von einer Anlagenblindleistung und/oder von einer Anlagenblindleistungsvorgabe und/oder von einer primärseitigen Anlagenspannung und/oder von einer primärseitigen Anlagenspannungsvorgabe und/oder von einer sekundärseitigen Anlagenspannung und/oder von einer sekundärseitigen Anlagenspannungsvorgabe und/oder von einem Betriebspunkt der Energieerzeugungseinheit (11) und/oder von einem Betriebspunkt der Anlage (10) einstellen kann.Renewable Energy Plant (10), comprising
A power generation unit (11) capable of generating AC electrical power;
- An equipment transformer (12) with adjustable transmission ratio, whose primary side is connected to the power generation unit (11) and whose secondary side to a power supply (20) can be connected;
- A plant control system (13) connected to the plant transformer (12) and is designed such that it the transmission ratio of the plant transformer (12) in response to a plant reactive power and / or a plant blind output specification and / or from a primary-side plant voltage and / or from a primary-side plant voltage specification and / or from a secondary-side plant voltage and / or from a secondary-side plant voltage specification and / or from an operating point of the energy production unit (11) and / or from an operating point of the plant (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Erneuerbare-Energie-Anlage, insbesondere eine Windenergieanlage oder Photovoltaikanlage, und einen Erneuerbare-Energie-Park, insbesondere Windpark und/oder Solarpark.The invention relates to a renewable energy system, in particular a wind turbine or photovoltaic system, and a renewable energy park, in particular wind farm and / or solar park.
Dieses Dokument beschreibt außerdem ein Verfahren zum Betreiben der Windenergieanlage mit einem Einstellen eines Stellsignals für eine Blindkomponente der abgegebenen Leistung, Messen einer Spannung am Transformator, Bestimmen eines Korrektursignals für das Blindleistungsmaß mittels eines zustandsabhängigen Sollwertschiebers, und Verwenden dieses verschobenen Signals zur Begrenzung des Stellsignals der Blindkomponente.This document also describes a method of operating the wind turbine with adjusting an output signal for a reactive component of the output power, measuring a voltage on the transformer, determining a correction signal for the reactive power measure using a state-dependent setpoint shifter, and using this shifted signal to limit the control signal of the reactive component ,
Dieses Dokument beschreibt außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Windparks, bei dem in dem Windpark erzeugte elektrische Energie über ein windparkinternes Netz zu einer Übergabestation transportiert wird und bei dem die elektrische Energie vor der Übergabe an ein externes Netz auf eine Spannung transformiert wird, die um ein wählbares Übersetzungsverhältnis höher ist als die Spannung in dem windparkinternen Netz, mit den Schritten: a) Ermitteln der elektrischen Auslastung einer Windenergieanlage des Windparks; und b) Einstellen des Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der elektrischen Auslastung der Windenergieanlage. Die elektrische Auslastung der Windenergieanlage wird durch Vergleich von Spannung U und einer Blindkomponente Q der in der Windenergieanlage erzeugten elektrischen Energie mit einem U-Q-Kennfeld ermittelt. Anhand des U-Q-Kennfelds wird eine Blindleistungsreserve der Windenergieanlage ermittelt. Bei einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses werden neue Sollwerte für die Spannung und/oder die Blindkomponente an die Windenergieanlagen des Windparks vorgegeben.This document also describes a method for operating a wind farm, in which electrical energy generated in the wind farm is transported via a wind farm internal network to a transfer station and in which the electrical energy is transformed before being transferred to an external network to a voltage that by a selectable transmission ratio is higher than the voltage in the wind farm internal network, comprising the steps of: a) determining the electrical load of a wind turbine of the wind farm; and b) setting the transmission ratio as a function of the electrical load of the wind turbine. The electrical load of the wind turbine is determined by comparing voltage U and a reactive component Q of the electrical energy generated in the wind turbine with a U-Q map. Based on the U-Q map, a reactive power reserve of the wind turbine is determined. When the transmission ratio changes, new setpoint values for the voltage and / or the reactive component are predefined to the wind energy installations of the wind farm.
In diesem Dokument wird beschrieben, dass die elektrische Auslastung der Windenergieanlage dadurch ermittelt wird, dass die Spannung U und eine Blindkomponente Q der in der Windenergieanlage erzeugten elektrischen Energie mit einem U-Q-Kennfeld verglichen werden, wobei Blindkomponente als Oberbegriff zu verstehen ist, der die verschiedenen Darstellungsmöglichkeiten wie Blindstrom, Blindleistung, Phasenwinkel etc. umfasst. Unter einem U-Q-Kennfeld ist folgendes zu verstehen. Der Generator einer Windenergieanlage erzeugt die elektrische Energie bei kleinen Spannungen, die zumeist zwischen 400 V und 6 kV liegen. Vor der Übergabe an das windparkinterne Netz wird die elektrische Energie mit einem zu der Windenergieanlage gehörigen Transformator auf eine mittlere Spannung von beispielsweise 20 kV gebracht. Durch den Transformator der Windenergieanlage wird sowohl die Wirkkomponente als auch die Blindkomponente der elektrischen Energie übertragen. Es ist bekannt, dass die Fähigkeit des Transformators zur Übertragung der Blindkomponente davon abhängt, mit welcher Spannung der Transformator betrieben wird. An einem Ende des zulässigen Spannungsbereichs kann die Windenergieanlage ohne Einschränkung kapazitive Blindkomponente erzeugen (übererregter Betrieb), während sie bei der Übertragung einer induktiven Blindkomponente (untererregter Betrieb) schneller an ihre Systemgrenzen stößt. Am anderen Ende des zulässigen Spannungsbereichs kann die Windenergieanlage gut eine induktive Blindkomponente erzeugen, während sie bei der Übertragung einer kapazitive Blindkomponente schneller an ihre Systemgrenzen stößt. Dieser Zusammenhang ist im Detail beschrieben in
Dieser bekannte Windpark umfasst eine Mehrzahl von Windenergieanlagen. Jede Windenergieanlage umfasst einen Rotor, dessen Rotation über einen Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Die von dem Generator mit einer Spannung von z. B. 690 V erzeugte elektrische Energie wird bereits in der Windenergieanlage auf eine Mittelspannung von 20 kV transformiert. Mit der Spannung von 20 kV wird die elektrische Energie in ein windparkinternes Netz eingespeist und über das windparkinterne Netz zu einer Übergabestation geleitet. Die Abschnitte des windparkinternen Netzes haben jeweils auch die Wirkung einer Induktivität, einer Kapazität und eines Widerstands. In der Übergabestation ist ein Transformator mit einem Stufenschalter vorgesehen, mit dem die elektrische Energie von der 20 kV-Mittelspannung auf eine Hochspannung von 110 kV übersetzt wird. In der Übergabestation wird die elektrische Energie an ein externes Netz übergeben. Das externe Netz ist normalerweise ein öffentliches Energieverteilungsnetz, über das die elektrische Energie zu den Verbrauchern verteilt wird. Der Windparkregler wird mit verschiedenen Informationen über den Zustand des Windparks versorgt. Die Informationen umfassen die tatsächliche Spannung und den tatsächlichen Strom im windparkinternen Netz, Vorgaben von außen für die Spannung und die Blindleistung, mit der die elektrische Energie an das externe Netz übergeben werden soll, sowie Informationen über den Zustand der Windenergieanlagen. Der Windparkregler verarbeitet diese Informationen und errechnet daraus Vorgaben, die an die Komponenten des Windparks übermittelt werden. So erhält der Stufenschalter eine Vorgabe für das Übersetzungsverhältnis. Den Windenergieanlagen werden Vorgaben für die Spannung und die Blindleistung gemacht.This known wind farm includes a plurality of wind turbines. Each wind turbine includes a rotor whose rotation is converted into electrical energy by a generator. The of the generator with a voltage of z. B. 690 V generated electrical energy is already transformed in the wind turbine to a medium voltage of 20 kV. With the voltage of 20 kV, the electrical energy is fed into a wind farm-internal network and routed via the wind farm's internal network to a transfer station. The sections of the wind park's internal network also each have the effect of an inductance, a capacitance and a resistance. In the transfer station, a transformer is provided with a tap changer, with which the electrical energy is translated from the 20 kV medium voltage to a high voltage of 110 kV. In the transfer station, the electrical energy is transferred to an external network. The external network is normally a public power distribution network through which electrical energy is distributed to consumers. The wind farm controller is supplied with various information about the condition of the wind farm. The information includes the actual voltage and current in the wind park's internal grid, external requirements for the voltage and reactive power with which the electrical energy is to be transferred to the external grid, as well as information about the condition of the wind turbines. The wind farm controller processes this information and uses it to calculate specifications that are transmitted to the components of the wind farm. Thus, the tap changer receives a specification for the transmission ratio. The wind turbines are given specifications for the voltage and the reactive power.
Dieses Dokument zeigt ein in
Ermittelt man die Spannung U und die Blindkomponente Q, mit der die Windenergieanlage elektrische Energie in das windparkinterne Netz einspeist, so lässt sich in dem U-Q-Kennfeld der
Die Anforderungen für den Betrieb von Windenergieanlagen und Windparks sowie allgemein auch von anderen Erneuerbare-Energie-Anlagen und Erneuerbare-Energie-Parks werden von den Netzbetreibern in Netzanschlussregeln definiert und immer weiter verschärft. Solche Netzanschlussregeln sind in Deutschland beispielsweise in der von dem BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. herausgegebenen
Die bekannten Windenergieanlagen, Windparks, Photovoltaikanlagen und Solarparks können jedoch die laut den aktuell gültigen Netzanschlussregeln, die durch die besagte
Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche vor. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Against this background, the invention proposes the subject matters of the independent claims in front. Advantageous developments and embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Die Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt eine Erneuerbare-Energie-Anlage, insbesondere eine Windenergieanlage oder Photovoltaikanlage, vor, umfassend oder aufweisend
- – eine Energieerzeugungseinheit, die elektrischen Wechselstrom, insbesondere Drehstrom erzeugen kann;
- – einen Anlagentransformator mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis, dessen Primärseite an die Energieerzeugungseinheit angeschlossen ist und dessen Sekundärseite an ein Stromnetz angeschlossen werden kann;
- – ein Anlagensteuersystem, das an den Anlagentransformator angeschlossen und derart ausgebildet ist, dass es das Übersetzungsverhältnis des Anlagentransformators in Abhängigkeit von einer Anlagenblindleistung oder einer aktuellen Blindleistung, die die Anlage liefert, und/oder von einer Anlagenblindleistungsvorgabe oder einer vorbestimmten Blindleistung, die die Anlage, insbesondere gemäß einer Forderung eines Netzbetreibers, an das Stromnetz liefern soll, und/oder von einer primärseitigen Anlagenspannung oder einer aktuellen Spannung, die an der Primärseite des Anlagentransformators anliegt, und/oder von einer primärseitigen Anlagenspannungsvorgabe oder einer vorbestimmten Spannung, die an der Primärseite des Anlagentransformators anliegen soll, und/oder von einer sekundärseitigen Anlagenspannung oder einer aktuellen Spannung, die an der Sekundärseite des Anlagentransformators anliegt, und/oder von einer sekundärseitigen Anlagenspannungsvorgabe oder einer vorbestimmten Spannung, die an der Sekundärseite des Anlagentransformators, insbesondere gemäß einer Forderung eines Netzbetreibers, anliegen soll, und/oder von einem Arbeits- oder Betriebspunkt der Energieerzeugungseinheit und/oder von einem Arbeits- oder Betriebspunkt der Anlage einstellen kann.
- - A power generation unit that can generate electrical alternating current, in particular three-phase current;
- - An installation transformer with adjustable transmission ratio, the primary side is connected to the power generation unit and the secondary side can be connected to a power grid;
- A plant control system connected to the plant transformer and arranged to provide the transformation ratio of the plant transformer as a function of a plant reactive power or current reactive power supplied by the plant, and / or of a plant reactive power demand or a predetermined reactive power which the plant, in particular according to a demand of a grid operator to supply power to the grid, and / or from a primary-side plant voltage or a current voltage applied to the primary side of the plant transformer, and / or from a primary-side plant voltage preset or a predetermined voltage at the primary side of Anlagentransformators should abut, and / or from a secondary-side system voltage or a current voltage applied to the secondary side of the plant transformer, and / or from a secondary-side plant voltage preset or a predetermined S voltage, which should be applied to the secondary side of the plant transformer, in particular according to a requirement of a network operator, and / or set by a working or operating point of the power generation unit and / or from a working or operating point of the system.
Die gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagene Anlage ermöglicht die Erfüllung strengerer oder verschärfter Netzanschlussregeln, insbesondere Blindleistungsvorgaben.The proposed system according to the first aspect allows the fulfillment of stricter or tightened grid connection rules, in particular reactive power specifications.
Das Anlagensteuersystem ist bevorzugt derart ausgebildet, dass es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Arbeits- oder Betriebspunkt der Energieerzeugungseinheit, der beispielsweise durch deren aktuelle Spannung, deren aktuelle Wirkleistung und deren aktuelle Blindleistung definiert ist, und/oder von dem Arbeits- oder Betriebspunkt der Anlage, der beispielsweise durch deren aktuelle Spannung, deren aktuelle Blindleistung und deren aktuelle Wirkleistung definiert ist, einstellen kann. Jeder dieser Betriebspunkte kann nach Bedarf auch anders definiert sein, beispielsweise durch die entsprechende aktuelle Spannung, die entsprechende aktuelle Wirkleistung und die entsprechende aktuelle Phasenverschiebung oder durch die entsprechende aktuelle Spannung, den entsprechenden aktuellen Strom und die entsprechende aktuelle Phasenverschiebung oder durch eine andere Kombination von Strom und/oder Spannung und/oder Phasenverschiebung und/oder Wirkleistung und/oder Blindleistung und/oder Scheinleistung.The plant control system is preferably designed such that it is this ratio as a function of the operating or operating point of the power generation unit, which is defined for example by their current voltage, their current active power and their current reactive power, and / or from the working or operating point of the system , which can be set, for example, by their current voltage, whose current reactive power and their actual active power is defined. Each of these operating points may also be differently defined as required, for example by the corresponding current voltage, the corresponding actual active power and the corresponding current phase shift or by the corresponding current voltage, the corresponding current and the corresponding current phase shift or by another combination of power and / or voltage and / or phase shift and / or active power and / or reactive power and / or apparent power.
Der Anlagentransformator kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Trockentransformator oder als Öltransformator. Seine Primärseite wird hier auch als Unterspannungsseite oder Generatorseite bezeichnet, und seine Sekundärseite wird hier auch als Oberspannungsseite oder Netzseite bezeichnet.The plant transformer can be configured as desired in any manner, for example as a dry transformer or as an oil transformer. Its primary side is also referred to here as undervoltage side or generator side, and its secondary side is also referred to here as the high-voltage side or the network side.
Das Stromnetz kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Parkstromnetz, an das mehrere Anlagen angeschlossen sind und das typischerweise eine Nennspannung im Mittelspannungsbereich, beispielsweise von 12 kV oder 24 kV oder 36 kV, hat, oder als Verbraucherstromnetz oder Verteilnetz oder Verbundnetz, das typischerweise eine Nennspannung im Mittelspannungsbereich, beispielsweise von 12 kV oder 24 kV oder 36 kV, oder im Hochspannungsbereich, beispielsweise von 110 kV oder 120 kV, hat. Vorzugsweise ist das Stromnetz das Parkstromnetz eines der gemäß dem zweiten Aspekt vorgeschlagenen Parks.The power grid can be configured as desired in any way, for example, as a park power network to which several systems are connected and typically has a rated voltage in the medium voltage range, for example 12 kV or 24 kV or 36 kV, or as a consumer power grid or distribution network or Composite network, which typically has a rated voltage in the medium voltage range, for example, 12 kV or 24 kV or 36 kV, or in the high voltage range, for example, 110 kV or 120 kV. Preferably, the power grid is the park power network of one of the parks proposed according to the second aspect.
Das Anlagensteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es dieses Übersetzungsverhältnis einstellen kann, indem es den Anlagentransformator in Abhängigkeit von der Anlagenblindleistungsvorgabe derart ansteuern kann, dass er ein Übersetzungsverhältnis hat, mit dem die Anlage eine der Anlagenblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Stromnetz liefern kann.The plant control system can be configured as desired in any manner, for example, such that it can set this ratio by the plant transformer can drive in response to the plant blind output specification such that it has a gear ratio with which the system one of the plant blind output specification Provide reactive power and / or can supply to the power grid.
Es kann vorgesehen sein, dass jede der vorgeschlagenen Anlagen eine Windenergieanlage ist, wobei die Energieerzeugungseinheit umfasst
- – einen Rotor;
- – einen Generator, der an den Rotor gekoppelt ist und den elektrischen Wechselstrom erzeugen kann.
- A rotor;
- - A generator which is coupled to the rotor and can generate the electrical alternating current.
Der Generator kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als einphasiger oder mehrphasiger oder dreiphasiger Generator oder als Drehstromgenerator und/oder derart, dass er über ein Getriebe oder direkt an den Rotor gekoppelt ist.The generator can be designed as desired in any desired manner, for example as a single-phase or multi-phase or three-phase generator or as an alternator and / or in such a way that it is coupled via a gear or directly to the rotor.
Es kann vorgesehen sein, dass jede der vorgeschlagenen Anlagen umfasst einen Stromrichter, nämlich einen Umrichter, der an den Generator und die Primärseite angeschlossen ist. It can be provided that each of the proposed systems comprises a power converter, namely a converter which is connected to the generator and the primary side.
Da mithilfe des Anlagentransformators die Anlagenspannung nach Bedarf geändert werden kann, kann der Stromrichter im Vergleich zu bekannten Anlagen für eine kleinere Nennleistung ausgelegt und somit kostengünstiger sein.Since the system transformer can be used to change the system voltage as required, the converter can be designed for a lower rated power compared to known systems and thus be more cost-effective.
Der Stromrichter kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise einen Gleichspannungszwischenkreis oder einen Gleichstromzwischenkreis oder keinen Zwischenkreis aufweisen oder ein Direktumrichter oder Matrixumrichter sein.The power converter can be designed as desired in any desired manner and, for example, have a DC intermediate circuit or a DC intermediate circuit or no intermediate circuit or be a cycloconverter or matrix converter.
Es kann vorgesehen sein, dass der Generator ein Synchrongenerator ist.It can be provided that the generator is a synchronous generator.
Somit ist die Primärseite über den Stromrichter an den Generator angeschlossen.Thus, the primary side is connected to the generator via the power converter.
Typischerweise erzeugt dieser Generator eine Spannung im Niederspannungsbereich, beispielsweise von 690 V.Typically, this generator generates a voltage in the low voltage range, for example of 690 V.
Es kann vorgesehen sein, dass
- – der Generator ein doppeltgespeister Asynchrongenerator mit einem Ständer und einem Läufer, insbesondere Schleifringläufer ist;
- – der Ständer an die Primärseite angeschlossen ist;
- – der Läufer an den Stromrichter angeschlossen ist.
- - The generator is a double-fed asynchronous generator with a stator and a rotor, in particular slip ring rotor;
- - the stand is connected to the primary side;
- - The rotor is connected to the power converter.
Somit ist die Primärseite über den Stromrichter an den Generator angeschlossen.Thus, the primary side is connected to the generator via the power converter.
Typischerweise erzeugt dieser Generator am Ständer und am Läufer eine Spannung im Niederspannungsbereich, beispielsweise von 690 V, oder am Ständer eine Spannung im niedrigen Mittelspannungsbereich, beispielsweise von 6 kV, und am Läufer eine Spannung im Niederspannungsbereich, beispielsweise von 690 V.Typically, this generator generates a voltage in the low-voltage range, for example of 690 V, on the stator and on the rotor, or a voltage in the low medium-voltage range, for example of 6 kV, at the stator, and a voltage in the low-voltage range, for example of 690 V, at the rotor.
Es kann vorgesehen sein, dass der Anlagentransformator eine Primärwicklung oder je Phase eine Primärwicklung aufweist, die an den Ständer und an den Stromrichter angeschlossen ist.It can be provided that the plant transformer has a primary winding or a primary winding per phase, which is connected to the stator and to the power converter.
Somit ist die Primärwicklung über den Stromrichter an den Läufer angeschlossen.Thus, the primary winding is connected to the rotor via the power converter.
Es kann vorgesehen sein, dass der Anlagentransformator eine erste Primärwicklung oder je Phase eine erste Primärwicklung, die an den Ständer angeschlossen ist, und eine zweite Primärwicklung oder je Phase eine zweite Primärwicklung aufweist, die an den Stromrichter angeschlossen ist.It can be provided that the plant transformer has a first primary winding or per phase, a first primary winding which is connected to the stator, and a second primary winding or per phase, a second primary winding which is connected to the power converter.
Somit ist die zweite Primärwicklung über den Stromrichter an den Läufer angeschlossen.Thus, the second primary winding is connected via the power converter to the rotor.
Es kann vorgesehen sein, dass jede der vorgeschlagenen Anlagen eine Photovoltaikanlage ist, wobei die Energieerzeugungseinheit umfasst
- – ein Solarmodul;
- – einen Stromrichter, nämlich einen Wechselrichter, der an das Solarmodul angeschlossen ist und den elektrischen Wechselstrom erzeugen kann.
- A solar module;
- - A power converter, namely an inverter, which is connected to the solar module and can generate the electrical alternating current.
Da mithilfe des Anlagentransformators die Anlagenspannung nach Bedarf geändert werden kann, kann der Stromrichter im Vergleich zu bekannten Anlagen für eine kleinere Nennleistung ausgelegt und somit kostengünstiger sein.Since the system transformer can be used to change the system voltage as required, the converter can be designed for a lower rated power compared to known systems and thus be more cost-effective.
Der Stromrichter kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als einphasiger oder mehrphasiger oder dreiphasiger Stromrichter. Typischerweise erzeugt dieser Stromrichter eine Spannung im Niederspannungsbereich, beispielsweise von 230 V oder 690 V.The power converter can be designed as required in any desired manner, for example as a single-phase or multi-phase or three-phase power converter. Typically, this power converter generates a voltage in the low voltage range, for example of 230 V or 690 V.
Die Energieerzeugungseinheit kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens ein zusätzliches oder weiteres Solarmodul und/oder wenigstens einen zusätzlichen oder weiteren Stromrichter umfassen oder aufweisen.The energy generating unit can be designed as desired in any desired manner and, for example, comprise or have at least one additional or further solar module and / or at least one additional or further power converter.
Es kann vorgesehen sein, dass jede der vorgeschlagenen Anlagen umfasst
- – einen Anlagenblindleistungssensor, der die Anlagenblindleistung erfassen und ein entsprechendes Anlagenblindleistungssignal erzeugen kann und der insbesondere an das Anlagensteuersystem angeschlossen ist;
- A blind power sensor, which can detect the blind power and produce a corresponding blind power signal and which is in particular connected to the system control system;
Der Anlagenblindleistungssensor kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise an die Primärseite und/oder die Sekundärseite des Anlagentransformators angeschlossen sein und/oder Sensoren für Spannung, Strom und Phasenverschiebung der Anlage umfassen und entsprechende Messsignale erzeugen, aus denen er oder das Anlagensteuersystem die Anlagenblindleistung und insbesondere auch die Anlagenwirkleistung ermitteln kann.The plant reactive power sensor may be formed as desired in any way and be connected for example to the primary side and / or the secondary side of the plant transformer and / or sensors for voltage, current and phase shift of the system and generate corresponding measurement signals from which he or the plant control system can determine the plant reactive power and in particular the effective plant performance.
Das Anlagensteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Anlagenblindleistungssignal einstellen kann, indem es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Vergleich des Anlagenblindleistungssignals mit der Anlagenblindleistungsvorgabe oder indem es dieses Übersetzungsverhältnis durch einen solchen Vergleich einstellen kann.The plant control system may be designed as desired in any manner, for example, in such a way that it can set this transmission ratio as a function of the system reactive power signal by setting this transmission ratio as a function of a comparison of the system reactive power signal with the system reactive power specification or by setting this transmission ratio by such a comparison.
Es kann vorgesehen sein, dass jede der vorgeschlagenen Anlagen umfasst
- – einen Anlagenspannungssensor, der die primärseitige Anlagenspannung erfassen und ein entsprechendes Anlagenspannungssignal erzeugen kann und der insbesondere an das Anlagensteuersystem angeschlossen ist; und/oder
- – einen Anlagenspannungssensor, der die sekundärseitige Anlagenspannung erfassen und ein entsprechendes Anlagenspannungssignal erzeugen kann und der insbesondere an das Anlagensteuersystem angeschlossen ist;
- A system voltage sensor which can detect the primary-side system voltage and generate a corresponding system voltage signal and which in particular is connected to the system control system; and or
- A system voltage sensor which can detect the secondary side system voltage and generate a corresponding system voltage signal and which in particular is connected to the system control system;
Das Anlagensteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von wenigstens einem dieser Anlagenspannungssignale einstellen kann, indem es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Vergleich des primärseitigen Anlagenspannungssignals mit der primärseitigen Anlagenspannungsvorgabe oder indem es dieses Übersetzungsverhältnis durch einen solchen Vergleich einstellen kann und/oder indem es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Vergleich des sekundärseitigen Anlagenspannungssignals mit der sekundärseitigen Anlagenspannungsvorgabe oder indem es dieses Übersetzungsverhältnis durch einen solchen Vergleich einstellen kann.The plant control system may be configured as desired in any manner, for example, such that it can adjust this gear ratio as a function of at least one of these plant voltage signals, by making this ratio in response to a comparison of the primary-side plant voltage signal with the primary-side plant voltage specification or by this Ratio can adjust by such a comparison and / or by this transmission ratio in response to a comparison of the secondary-side system voltage signal with the secondary-side system voltage default or by this transmission ratio can be adjusted by such a comparison.
Es kann vorgesehen sein, dass das Anlagensteuersystem an ein Fernsteuersignale erzeugendes Fernsteuersystem angeschlossen werden kann und derart ausgebildet ist, dass es das Übersetzungsverhältnis des Anlagentransformators in Abhängigkeit von den Fernsteuersignalen einstellen kann.It can be provided that the plant control system can be connected to a remote control signal generating remote control system and is designed such that it can set the transmission ratio of the plant transformer in response to the remote control signals.
Das Fernsteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise das Parksteuersystem eines der gemäß dem zweiten Aspekt vorgeschlagenen Parks umfassen.The remote control system may be configured as desired in any manner and may include, for example, the parking control system of one of the parks proposed according to the second aspect.
Es kann vorgesehen sein, dass jede der vorgeschlagenen Anlagen umfasst einen Laststufenschalter zum Einstellen des Übersetzungsverhältnisses des Anlagentransformators.It can be provided that each of the proposed systems comprises an on-load tap changer for setting the transmission ratio of the system transformer.
Dieser Laststufenschalter kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise an ein Gehäuse des Anlagentransformators, der insbesondere als Trockentransformator ausgebildet ist, angebaut oder in einem Gehäuse des Anlagentransformators, der insbesondere als Öltransformator ausgebildet ist, angeordnet. Vorzugsweise ist dieser Laststufenschalter für eine Transformatorleistung ausgelegt ist, mit der die Anlage an ein Mittelspannungsnetz angeschlossen werden kann, beispielsweise für eine Scheinleistung des Anlagentransformators von wenigstens 300 kVA und/oder höchstens 6 MVA oder von wenigstens 6 MVA und/oder für eine Netzspannung von 12 kV oder 24 kV oder 36 kV und/oder für einen Dauerstrom oder maximalen Bemessungsstrom von wenigstens 30 A oder wenigstens 100 A je Phase.This on-load tap-changer can be configured as desired in any desired manner and is arranged, for example, on a housing of the system transformer, which is designed in particular as a dry-type transformer, or in a housing of the system transformer, which is designed in particular as an oil transformer. Preferably, this on-load tap-changer is designed for a transformer power with which the system can be connected to a medium-voltage network, for example for an apparent power of the plant transformer of at least 300 kVA and / or at most 6 MVA or at least 6 MVA and / or for a mains voltage of 12 kV or 24 kV or 36 kV and / or for a continuous current or maximum rated current of at least 30 A or at least 100 A per phase.
Es kann vorgesehen sein, dass dieser Laststufenschalter wenigstens einen Schalter umfasst, der zum Umschalten zwischen Wicklungen oder Anzapfungen des Anlagentransformators dient und wenigstens eine Vakuumschaltröhre und/oder wenigstens einen Leistungshalbleiter umfasst.It can be provided that this on-load tap-changer comprises at least one switch which serves for switching between windings or taps of the system transformer and comprises at least one vacuum interrupter and / or at least one power semiconductor.
Es kann vorgesehen sein, dass
- – der Stromrichter ein Stromrichter mit einstellbarer Phasenverschiebung zwischen dem von ihm gelieferten Strom und der von ihm gelieferten Spannung ist;
- – das Anlagensteuersystem an den Stromrichter angeschlossen und derart ausgebildet ist, dass es die Phasenverschiebung des Stromrichters in Abhängigkeit von der Anlagenblindleistung und/oder von der Anlagenblindleistungsvorgabe und/oder von der primärseitigen Anlagenspannung und/oder von der primärseitigen Anlagenspannungsvorgabe und/oder von der sekundärseitigen Anlagenspannung und/oder von der sekundärseitigen Anlagenspannungsvorgabe und/oder von dem Betriebspunkt der Energieerzeugungseinheit und/oder von dem Betriebspunkt der Anlage einstellen kann.
- - The power converter is a power converter with adjustable phase shift between the current supplied by it and the voltage supplied by it;
- - The system control system is connected to the power converter and is designed such that there is the phase shift of the power converter in dependence on the reactive power and / or the plant blind output specification and / or from the primary-side system voltage and / or from the primary-side system voltage specification and / or from the secondary-side system voltage and / or from the secondary-side system voltage specification and / or from the operating point of the energy-generating unit and / or from the operating point of the system.
Das Anlagensteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es die Phasenverschiebung einstellen kann, indem es den Stromrichter in Abhängigkeit von der Anlagenblindleistungsvorgabe derart ansteuern kann, dass er eine Phasenverschiebung hat, mit der die Anlage eine der Anlagenblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Stromnetz liefern kann.The plant control system can be configured as desired in any manner, for example, such that it can adjust the phase shift by the converter can drive in response to the plant blind output specification such that it has a phase shift with which the system one of the plant blind output specification Provide reactive power and / or can supply to the power grid.
Die Erfindung schlägt gemäß einem zweiten Aspekt einen Erneuerbare-Energie-Park, insbesondere einen Windpark oder Solarpark oder Wind-und-Solar-Park, vor, umfassend oder aufweisend
- – ein Parkstromnetz;
- – wenigstens zwei Erneuerbare-Energie-Anlagen, von denen jede wie eine der gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagenen Anlagen ausgebildet ist und mit der Sekundärseite ihres Anlagentransformators an das Parkstromnetz angeschlossen ist;
- – einen Parktransformator mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis, dessen Primärseite an das Parkstromnetz angeschlossen ist und dessen Sekundärseite an ein Verbraucherstromnetz angeschlossen werden kann;
- – ein Parksteuersystem, das an den Parktransformator angeschlossen und derart ausgebildet ist, dass es das Übersetzungsverhältnis des Parktransformators in Abhängigkeit von einer Parkblindleistung oder einer aktuellen Blindleistung, die der Park liefert, und/oder von einer Parkblindleistungsvorgabe oder einer vorbestimmten Blindleistung, die der Park, insbesondere gemäß einer Forderung eines Netzbetreibers, an das Verbraucherstromnetz liefern soll, und/oder von einer primärseitigen Parkspannung oder einer aktuellen Spannung, die an der Primärseite des Parktransformators anliegt, und/oder von einer primärseitigen Parkspannungsvorgabe oder einer vorbestimmten Spannung, die an der Primärseite des Parktransformators, insbesondere gemäß einer Forderung eines Netzbetreibers, anliegen soll, und/oder von einer sekundärseitigen Parkspannung oder einer aktuellen Spannung, die an der Sekundärseite des Parktransformators anliegt, und/oder von einer sekundärseitigen Parkspannungsvorgabe oder einer vorbestimmten Spannung, die an der Sekundärseite des Parktransformators, insbesondere gemäß einer Forderung eines Netzbetreibers, anliegen soll, und/oder von einem Arbeits- oder Betriebspunkt des Parks einstellen kann.
- - a park electricity network;
- - at least two renewable energy installations, each of which is designed as one of the plants proposed according to the first aspect and is connected to the secondary side of its plant transformer to the park power network;
- - A parking transformer with adjustable transmission ratio, whose primary side is connected to the park power network and whose secondary side can be connected to a load current network;
- A parking control system which is connected to the parking transformer and is designed such that it determines the gear ratio of the parking transformer in dependence on a park blind power or a current reactive power that the park supplies, and / or on a parking blind demand or a predetermined reactive power which the park, in particular according to a demand of a network operator to deliver to the consumer power grid, and / or of a primary-side park voltage or a current voltage applied to the primary side of the park transformer, and / or of a primary-side Parkspannungsvorgabe or a predetermined voltage, on the primary side of the Parking transformer, in particular according to a requirement of a network operator, should lie, and / or by a secondary-side parking voltage or a current voltage applied to the secondary side of the parking transformer, and / or from a secondary-side Parkspannungsvor gabe or a predetermined voltage to be applied to the secondary side of the parking transformer, in particular according to a request of a network operator, and / or set from a working or operating point of the park.
Der gemäß dem zweiten Aspekt vorgeschlagene Park ermöglicht die Erfüllung strengerer oder verschärfter Netzanschlussregeln, insbesondere Blindleistungsvorgaben.The proposed according to the second aspect of the park allows the fulfillment of stricter or tightened grid connection rules, in particular reactive power specifications.
Das Parksteuersystem ist bevorzugt derart ausgebildet, dass es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Arbeits- oder Betriebspunkt des Parks, der beispielsweise durch dessen aktuelle Spannung, dessen aktuelle Blindleistung und dessen aktuelle Wirkleistung definiert ist, einstellen kann. Dieser Betriebspunkt kann nach Bedarf auch anders definiert sein, beispielsweise durch dessen aktuelle Spannung, dessen aktuelle Wirkleistung und dessen aktuelle Phasenverschiebung oder durch dessen aktuelle Spannung, dessen aktuellen Strom und dessen aktuelle Phasenverschiebung oder durch eine andere Kombination von Strom und/oder Spannung und/oder Phasenverschiebung und/oder Wirkleistung und/oder Blindleistung und/oder Scheinleistung.The parking control system is preferably designed such that it can set this transmission ratio as a function of the operating or operating point of the park, which is defined, for example, by its current voltage, its current reactive power and its actual active power. This operating point can also be defined differently as required, for example by its current voltage, its actual active power and its current phase shift or by its current voltage, its current and current phase shift or by another combination of current and / or voltage and / or Phase shift and / or active power and / or reactive power and / or apparent power.
Der gemäß dem zweiten Aspekt vorgeschlagene Park kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens einen zusätzlichen oder weiteren Parktransformator und/oder wenigstens ein zusätzliches oder weiteres Parksteuersystem umfassen oder aufweisen.The park proposed in accordance with the second aspect can be designed as desired in any desired manner and can comprise or comprise, for example, at least one additional or further parking transformer and / or at least one additional or further parking control system.
Der Parktransformator kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Trockentransformator oder als Öltransformator. Seine Primärseite wird hier auch als Unterspannungsseite oder Anlagenseite bezeichnet, und seine Sekundärseite wird hier auch als Oberspannungsseite oder Netzseite bezeichnet.The parking transformer can be designed as desired in any desired manner, for example as a dry transformer or as an oil transformer. Its primary side is also referred to here as undervoltage side or plant side, and its secondary side is referred to here as the high-voltage side or network side.
Das Verbraucherstromnetz kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Verteilnetz oder Verbundnetz, das typischerweise eine Nennspannung im Mittelspannungsbereich, beispielsweise von 12 kV oder 24 kV oder 36 kV, oder im Hochspannungsbereich, beispielsweise von 110 kV, hat. Vorzugsweise ist das Parkstromnetz das Stromnetz der gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagenen Anlagen.The consumer power network can be configured as desired in any manner, for example, as a distribution network or network, which typically has a rated voltage in the medium voltage range, for example 12 kV or 24 kV or 36 kV, or in the high voltage range, for example, 110 kV. Preferably, the park power grid is the power grid of the plants proposed according to the first aspect.
Das Parksteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es dieses Übersetzungsverhältnis einstellen kann, indem es den Parktransformator in Abhängigkeit von der Parkblindleistungsvorgabe derart ansteuern kann, dass er ein Übersetzungsverhältnis hat, mit dem der Park eine der Parkblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Verbraucherstromnetz liefern kann.The parking control system can be configured as desired in any manner, for example, such that it can set the transmission ratio by the parking transformer in response to the Parkindindleistungsvorgabe can drive such that it has a gear ratio with which the park one of the Parkblindleistungsvorgabe corresponding Provide reactive power and / or can deliver to the consumer power grid.
Es kann vorgesehen sein, dass das Parksteuersystem an die Anlagensteuersysteme angeschlossen ist und derart ausgebildet ist, dass es das Übersetzungsverhältnis jedes Anlagentransformators in Abhängigkeit von der Parkblindleistung und/oder von der Parkblindleistungsvorgabe und/oder von der primärseitigen Parkspannung und/oder von der primärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von der sekundärseitigen Parkspannung und/oder von der sekundärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von dem Betriebspunkt des Parks einstellen kann.It can be provided that the parking control system is connected to the plant control systems and is designed such that it the gear ratio of each plant transformer in dependence on the Parkblindleistung and / or the Parkblindleistungsvorgabe and / or the primary-side park voltage and / or the primary-side Parkspannungsvorgabe and / or from the secondary-side parking voltage and / or from the secondary-side parking voltage specification and / or from the operating point of the park.
Das Parksteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es das Übersetzungsverhältnis jedes Anlagentransformators einstellen kann, indem es die Anlagentransformatoren in Abhängigkeit von der Parkblindleistungsvorgabe und insbesondere von den entsprechenden Anlagenblindleistungsvorgaben derart ansteuern kann, dass sie jeweils ein Übersetzungsverhältnis haben, mit dem die Anlagen gemeinsam eine der Parkblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Verbraucherstromnetz liefern können.The parking control system can be configured as desired in any manner, for example, such that it can set the gear ratio of each plant transformer by the plant transformers depending on the Parkindindleistungsvorgabe and in particular by the corresponding plant blind output specifications such that they each one Have ratio ratio with which the plants can jointly provide a reactive blind power corresponding to the parking blind demand and / or can deliver to the consumer power grid.
Es kann vorgesehen sein, dass jeder der vorgeschlagenen Parks umfasst einen Parkblindleistungssensor, der die Parkblindleistung erfassen und ein entsprechendes Parkblindleistungssignal erzeugen kann und der insbesondere an das Parksteuersystem angeschlossen ist;
wobei das Parksteuersystem derart ausgebildet ist, dass es das Übersetzungsverhältnis des Parktransformators in Abhängigkeit von dem Parkblindleistungssignal einstellen kann.It can be provided that each of the proposed parks comprises a parking sensor which can detect the parking blind power and generate a corresponding parking blind power signal and which is in particular connected to the parking control system;
wherein the parking control system is adapted to adjust the gear ratio of the parking transformer in response to the park blind power signal.
Der Parkblindleistungssensor kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise an die Primärseite und/oder die Sekundärseite des Parktransformators angeschlossen sein und/oder Sensoren für Spannung, Strom und Phasenverschiebung des Parks umfassen und entsprechende Messsignale erzeugen, aus denen er oder das Parksteuersystem die Parkblindleistung und insbesondere auch die Parkwirkleistung ermitteln kann.The park blind power sensor may be formed as desired in any manner and connected, for example, to the primary side and / or the secondary side of the park transformer and / or include sensors for voltage, current and phase shift of the park and generate corresponding measurement signals from which he or the parking control system determine the Parkblindleistung and in particular the Parkwirkleistung.
Das Parksteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Parkblindleistungssignal einstellen kann, indem es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Vergleich des Parkblindleistungssignals mit der Parkblindleistungsvorgabe oder indem es dieses Übersetzungsverhältnis durch einen solchen Vergleich einstellen kann.The parking control system can be configured as desired in any manner, for example, such that it can set this transmission ratio in dependence on the park blind power signal by this gear ratio depending on a comparison of the park blind power signal with the park blind power setting or by this gear ratio by such Can adjust comparison.
Es kann vorgesehen sein, dass jeder der vorgeschlagenen Parks umfasst
- – einen Parkspannungssensor, der die primärseitige Parkspannung erfassen und ein entsprechendes Parkspannungssignal erzeugen kann und der insbesondere an das Parksteuersystem angeschlossen ist; und/oder
- – einen Parkspannungssensor, der die sekundärseitige Parkspannung erfassen und ein entsprechendes Parkspannungssignal erzeugen kann und der insbesondere an das Parksteuersystem angeschlossen ist;
- A parking voltage sensor capable of detecting the primary side parking voltage and generating a corresponding parking voltage signal, and in particular connected to the parking control system; and or
- A parking voltage sensor capable of detecting the secondary side parking voltage and generating a corresponding parking voltage signal, and in particular connected to the parking control system;
Das Parksteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von wenigstens einem dieser Parkspannungssignale einstellen kann, indem es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Vergleich des primärseitigen Parkspannungssignals mit der primärseitigen Parkspannungsvorgabe oder indem es dieses Übersetzungsverhältnis durch einen solchen Vergleich einstellen kann und/oder indem es dieses Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von einem Vergleich des sekundärseitigen Parkspannungssignals mit der sekundärseitigen Parkspannungsvorgabe oder indem es dieses Übersetzungsverhältnis durch einen solchen Vergleich einstellen kann.The parking control system can be configured as desired in any manner, for example, such that it can set this ratio as a function of at least one of these Parkspannungssignale by this ratio depending on a comparison of the primary-side parking voltage signal with the primary-side Parkspannungsvorgabe or by this Ratio can adjust by such a comparison and / or by this gear ratio in dependence on a comparison of the secondary-side parking voltage signal with the secondary-side Parkspannungsvorgabe or by setting this ratio by such a comparison.
Es kann vorgesehen sein, dass das Parksteuersystem an ein Fernsteuersignale erzeugendes Fernsteuersystem angeschlossen werden kann und derart ausgebildet ist, dass es das Übersetzungsverhältnis des Parktransformators in Abhängigkeit von den Fernsteuersignalen einstellen kann.It can be provided that the parking control system can be connected to a remote control signal generating remote control system and is designed such that it can set the transmission ratio of the parking transformer in dependence on the remote control signals.
Es kann vorgesehen sein, dass jeder der vorgeschlagenen Parks umfasst einen Laststufenschalter zum Einstellen des Übersetzungsverhältnisses des Parktransformators.It can be provided that each of the proposed parks comprises an on-load tap changer for setting the transmission ratio of the parking transformer.
Dieser Laststufenschalter kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise an ein Gehäuse des Parktransformators, der insbesondere als Trockentransformator ausgebildet ist, angebaut oder in einem Gehäuse des Parktransformators, der insbesondere als Öltransformator ausgebildet ist, angeordnet.This on-load tap changer can be configured as desired in any desired manner and is arranged, for example, on a housing of the parking transformer, which is designed in particular as a dry transformer, or arranged in a housing of the parking transformer, which is designed in particular as an oil transformer.
Es kann vorgesehen sein, dass dieser Laststufenschalter wenigstens einen Schalter umfasst, der zum Umschalten zwischen Wicklungen oder Anzapfungen des Parktransformators dient und wenigstens eine Vakuumschaltröhre und/oder wenigstens einen Leistungshalbleiter umfasst.It can be provided that this on-load tap-changer comprises at least one switch which serves for switching between windings or taps of the parking transformer and comprises at least one vacuum interrupter and / or at least one power semiconductor.
Es kann vorgesehen sein, dass
- – jeder Stromrichter ein Stromrichter mit einstellbarer Phasenverschiebung zwischen dem von ihm gelieferten Strom und der von ihm gelieferten Spannung ist;
- – das Parksteuersystem an die Stromrichter angeschlossen und derart ausgebildet ist, dass es die Phasenverschiebung jedes Stromrichters in Abhängigkeit von der Parkblindleistung und/oder von der Parkblindleistungsvorgabe und/oder von der primärseitigen Parkspannung und/oder von der primärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von der sekundärseitigen Parkspannung und/oder von der sekundärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von dem Betriebspunkt des Parks einstellen kann.
- - Each power converter is a power converter with adjustable phase shift between the current supplied by it and the voltage supplied by it;
- - The parking control system is connected to the power converters and is designed such that there is the phase shift of each converter depending on the Parkblindleistung and / or the Parkblindleistungsvorgabe and / or the primary-side parking voltage and / or the primary-side Parkspannungsvorgabe and / or the secondary-side Park voltage and / or from the secondary-side parking voltage specification and / or from the operating point of the park.
Das Parksteuersystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass es die Phasenverschiebung jedes Stromrichters einstellen kann, indem es die Stromrichter in Abhängigkeit von der Parkblindleistungsvorgabe und insbesondere von den entsprechenden Anlagenblindleistungsvorgaben derart ansteuern kann, dass sie jeweils eine Phasenverschiebung haben, mit der die Anlagen gemeinsam eine der Parkblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Verbraucherstromnetz liefern können.The parking control system can be configured as desired in any manner, for example, such that it can adjust the phase shift of each power converter by the Converter in response to the Parkblindleistungsvorgabe and in particular of the corresponding blind power requirements can control such that they each have a phase shift, with which the plants together provide one of the Parkblindleistungsvorgabe corresponding reactive power and / or can deliver to the load current network.
Die Erfindung schlägt gemäß einem dritten Aspekt ein Verfahren zum Betreiben einer Erneuerbare-Energie-Anlage vor, wobei
- – die Anlage umfasst
- • eine Energieerzeugungseinheit, die elektrischen Wechselstrom erzeugen kann;
- • einen Anlagentransformator mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis, dessen Primärseite an die Energieerzeugungseinheit angeschlossen ist und dessen Sekundärseite an ein Stromnetz angeschlossen werden kann;
- – das Übersetzungsverhältnis des Anlagentransformators in Abhängigkeit von einer Anlagenblindleistung und/oder von einer Anlagenblindleistungsvorgabe und/oder von einer primärseitigen Anlagenspannung und/oder von einer primärseitigen Anlagenspannungsvorgabe und/oder von einer sekundärseitigen Anlagenspannung und/oder von einer sekundärseitigen Anlagenspannungsvorgabe und/oder von einem Arbeits- oder Betriebspunkt der Energieerzeugungseinheit und/oder von einem Arbeits- oder Betriebspunkt der Anlage eingestellt wird.
- - includes the plant
- • a power generation unit that can generate AC electrical power;
- • an adjustable transformation ratio system transformer whose primary side is connected to the power generation unit and whose secondary side can be connected to a mains supply;
- - The transmission ratio of the plant transformer in response to a plant reactive power and / or a plant blind output specification and / or from a primary-side plant voltage and / or from a primary-side plant voltage specification and / or a secondary-side system voltage and / or secondary-side system voltage specification and / or by a working - or operating point of the power generation unit and / or is set from a working or operating point of the system.
Das gemäß dem dritten Aspekt vorgeschlagene Verfahren ermöglicht die Erfüllung strengerer Netzanschlussregeln, insbesondere Blindleistungsvorgaben.The method proposed according to the third aspect enables the fulfillment of stricter grid connection rules, in particular reactive power specifications.
Das Einstellen dieses Übersetzungsverhältnisses erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von dem Arbeits- oder Betriebspunkt der Energieerzeugungseinheit, der beispielsweise durch deren aktuelle Spannung, deren aktuelle Wirkleistung und deren aktuelle Blindleistung definiert ist, und/oder von dem Arbeits- oder Betriebspunkt der Anlage, der beispielsweise durch deren aktuelle Spannung, deren aktuelle Blindleistung und deren aktuelle Wirkleistung definiert ist. Jeder dieser Betriebspunkte kann nach Bedarf auch anders definiert sein, beispielsweise durch die entsprechende aktuelle Spannung, die entsprechende aktuelle Wirkleistung und die entsprechende aktuelle Phasenverschiebung oder durch die entsprechende aktuelle Spannung, den entsprechenden aktuellen Strom und die entsprechende aktuelle Phasenverschiebung oder durch eine andere Kombination von Strom und/oder Spannung und/oder Phasenverschiebung und/oder Wirkleistung und/oder Blindleistung und/oder Scheinleistung.The setting of this transmission ratio is preferably carried out as a function of the operating or operating point of the power generation unit, which is defined for example by their current voltage, their current active power and their reactive power, and / or from the working or operating point of the system, for example by their current voltage whose current reactive power and its actual active power are defined. Each of these operating points may also be differently defined as required, for example by the corresponding current voltage, the corresponding actual active power and the corresponding current phase shift or by the corresponding current voltage, the corresponding current and the corresponding current phase shift or by another combination of power and / or voltage and / or phase shift and / or active power and / or reactive power and / or apparent power.
Das Einstellen dieses Übersetzungsverhältnisses kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise indem der Anlagentransformator in Abhängigkeit von der Anlagenblindleistungsvorgabe derart angesteuert wird, dass er ein Übersetzungsverhältnis hat, mit dem die Anlage eine der Anlagenblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Stromnetz liefern kann.The setting of this ratio can be done as needed in any way, for example by the plant transformer is driven in response to the plant blind output specification such that it has a gear ratio with which provide the plant a reactive power corresponding to the plant blind output specification and / or deliver to the power grid can.
Die Anlage kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise wie eine der gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagenen Anlagen.The system may be designed as desired in any manner, such as one of the systems proposed according to the first aspect.
Es kann vorgesehen sein, dass
- – der Stromrichter ein Stromrichter mit einstellbarer Phasenverschiebung zwischen dem von ihm gelieferten Strom und der von ihm gelieferten Spannung ist;
- – die Phasenverschiebung des Stromrichters in Abhängigkeit von der Anlagenblindleistung und/oder von der Anlagenblindleistungsvorgabe und/oder von der primärseitigen Anlagenspannung und/oder von der primärseitigen Anlagenspannungsvorgabe und/oder von der sekundärseitigen Anlagenspannung und/oder von der sekundärseitigen Anlagenspannungsvorgabe und/oder von dem Betriebspunkt der Energieerzeugungseinheit und/oder von dem Betriebspunkt der Anlage eingestellt wird.
- - The power converter is a power converter with adjustable phase shift between the current supplied by it and the voltage supplied by it;
- - The phase shift of the converter as a function of the reactive power and / or the plant blind output specification and / or from the primary-side system voltage and / or from the primary-side system voltage specification and / or the secondary-side system voltage and / or the secondary-side system voltage specification and / or from the operating point the power generation unit and / or from the operating point of the system is set.
Das Einstellen der Phasenverschiebung kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise indem der Stromrichter in Abhängigkeit von der Anlagenblindleistungsvorgabe derart angesteuert wird, dass er eine Phasenverschiebung hat, mit der die Anlage eine der Anlagenblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Stromnetz liefern kann.The adjustment of the phase shift can be carried out as required in any desired manner, for example by the converter being controlled in dependence on the plant reactive power specification such that it has a phase shift, with which the plant provide reactive power corresponding to the plant reactive power specification and / or deliver it to the power grid can.
Die Erfindung schlägt gemäß einem vierten Aspekt ein Verfahren zum Betreiben eines Erneuerbare-Energie-Parks vor, wobei
- – der Park umfasst
- • ein Parkstromnetz;
- • wenigstens zwei Erneuerbare-Energie-Anlagen, von denen jede wie eine der gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagenen Anlagen ausgebildet ist und mit der Sekundärseite ihres Anlagentransformators an das Parkstromnetz angeschlossen ist;
- • einen Parktransformator mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis, dessen Primärseite an das Parkstromnetz angeschlossen ist und dessen Sekundärseite an ein Verbraucherstromnetz angeschlossen werden kann;
- – das Übersetzungsverhältnis des Parktransformators in Abhängigkeit von einer Parkblindleistung und/oder von einer Parkblindleistungsvorgabe und/oder von einer primärseitigen Parkspannung und/oder von einer primärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von einer sekundärseitigen Parkspannung und/oder von einer sekundärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von einem Arbeits- oder Betriebspunkt des Parks eingestellt wird.
- - the park includes
- • a park electricity network;
- At least two renewable energy plants, each of which is designed as one of the plants proposed according to the first aspect and connected to the secondary side of its plant transformer to the park power network;
- • an adjustable ratio parking transformer whose primary side is connected to the park current network and whose secondary side can be connected to a load current network;
- - The transmission ratio of the parking transformer in response to a park blind power and / or a parking blind power setting and / or from a primary-side Park voltage and / or from a primary-side Parkspannungsvorgabe and / or from a secondary-side parking voltage and / or from a secondary-side Parkspannungsvorgabe and / or from a working or operating point of the park is set.
Das gemäß dem vierten Aspekt vorgeschlagene Verfahren ermöglicht die Erfüllung strengerer Netzanschlussregeln, insbesondere Blindleistungsvorgaben.The method proposed according to the fourth aspect enables the fulfillment of stricter grid connection rules, in particular reactive power specifications.
Das Einstellen dieses Übersetzungsverhältnisses erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit von dem Arbeits- oder Betriebspunkt des Parks, der beispielsweise durch dessen aktuelle Spannung, dessen aktuelle Blindleistung und dessen aktuelle Wirkleistung definiert ist. Dieser Betriebspunkt kann nach Bedarf auch anders definiert sein, beispielsweise durch dessen aktuelle Spannung, dessen aktuelle Wirkleistung und dessen aktuelle Phasenverschiebung oder durch dessen aktuelle Spannung, dessen aktuellen Strom und dessen aktuelle Phasenverschiebung oder durch eine andere Kombination von Strom und/oder Spannung und/oder Phasenverschiebung und/oder Wirkleistung und/oder Blindleistung und/oder Scheinleistung.The setting of this transmission ratio is preferably carried out as a function of the working or operating point of the park, which is defined for example by its current voltage, its current reactive power and its actual active power. This operating point can also be defined differently as required, for example by its current voltage, its actual active power and its current phase shift or by its current voltage, its current and current phase shift or by another combination of current and / or voltage and / or Phase shift and / or active power and / or reactive power and / or apparent power.
Das Einstellen dieses Übersetzungsverhältnisses kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise indem der Parktransformator in Abhängigkeit von der Parkblindleistungsvorgabe derart angesteuert wird, dass er ein Übersetzungsverhältnis hat, mit dem der Park eine der Parkblindleistungsvorgabe entsprechende Parkblindleistung bereitstellen und/oder an das Verbraucherstromnetz liefern kann.The setting of this transmission ratio can be done in any desired manner, for example by the parking transformer is driven in response to the Parkindindleistungsvorgabe such that it has a gear ratio with which the Park provide the Parkblindleistungsvorgabe corresponding park blind power and / or deliver to the load power grid can.
Der Park kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise wie einer der gemäß dem zweiten Aspekt vorgeschlagenen Parks.The park may be formed as desired in any manner, such as one of the parks proposed according to the second aspect.
Jede Anlage kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise durch eines der gemäß dem dritten Aspekt vorgeschlagenen Verfahren zum Betreiben einer Erneuerbare-Energie-Anlage betrieben werden oder betrieben werden können.Each plant may be designed as desired in any manner and may be operated or operated by, for example, one of the methods proposed by the third aspect for operating a renewable energy plant.
Es kann vorgesehen sein, dass das Übersetzungsverhältnis jedes Anlagentransformators in Abhängigkeit von der Parkblindleistung und/oder von der Parkblindleistungsvorgabe und/oder von der primärseitigen Parkspannung und/oder von der primärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von der sekundärseitigen Parkspannung und/oder von der sekundärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von dem Betriebspunkt des Parks eingestellt wird.It can be provided that the transmission ratio of each plant transformer in dependence on the park blind power and / or the Parkblindleistungsvorgabe and / or the primary-side park voltage and / or the primary-side Parkspannungsvorgabe and / or the secondary-side parking voltage and / or the secondary-side Parkspannungsvorgabe and / or is set from the operating point of the park.
Das Einstellen des Übersetzungsverhältnisses jedes Anlagentransformators kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise indem die Anlagentransformatoren in Abhängigkeit von der Parkblindleistungsvorgabe und insbesondere von den entsprechenden Anlagenblindleistungsvorgaben derart angesteuert werden, dass sie jeweils ein Übersetzungsverhältnis haben, mit dem die Anlagen gemeinsam eine der Parkblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Verbraucherstromnetz liefern können.The setting of the transmission ratio of each plant transformer can be done as needed in any manner, for example by the plant transformers are driven in response to the Parkindindleistungsvorgabe and in particular by the corresponding plant reactive power specifications such that they each have a gear ratio with which the plants together one of the Parkblindleistungsvorgabe provide appropriate reactive power and / or can deliver to the consumer power grid.
Es kann vorgesehen sein, dass
- – jeder Stromrichter ein Stromrichter mit einstellbarer Phasenverschiebung zwischen dem von ihm gelieferten Strom und der von ihm gelieferten Spannung ist;
- – die Phasenverschiebung jedes Stromrichters in Abhängigkeit von der Parkblindleistung und/oder von der Parkblindleistungsvorgabe und/oder von der primärseitigen Parkspannung und/oder von der primärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von der sekundärseitigen Parkspannung und/oder von der sekundärseitigen Parkspannungsvorgabe und/oder von dem Betriebspunkt des Parks eingestellt wird.
- - Each power converter is a power converter with adjustable phase shift between the current supplied by it and the voltage supplied by it;
- - The phase shift of each converter as a function of the park blind power and / or the Parkblindleistungsvorgabe and / or the primary-side parking voltage and / or from the primary-side Parkspannungsvorgabe and / or the secondary-side parking voltage and / or from the secondary-side Parkspannungsvorgabe and / or from the operating point of the park.
Das Einstellen der Phasenverschiebung jedes Stromrichters kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise indem die Stromrichter in Abhängigkeit von der Parkblindleistungsvorgabe und insbesondere von den entsprechenden Anlagenblindleistungsvorgaben derart angesteuert werden, dass sie jeweils eine Phasenverschiebung haben, mit der die Anlage eine der Parkblindleistungsvorgabe entsprechende Blindleistung bereitstellen und/oder an das Stromnetz liefern können.The setting of the phase shift of each converter can be done as required in any way, for example by the converters are controlled in dependence on the Parkblindleistungsvorgabe and in particular by the corresponding blind power requirements such that they each have a phase shift with which the system one of the Parkblindleistungsvorgabe corresponding Provide reactive power and / or can deliver to the power grid.
Mit jeder der vorgeschlagenen Anlagen und Parks kann beispielsweise eines der vorgeschlagenen Verfahren durchgeführt werden.For example, one of the proposed methods can be carried out with each of the proposed systems and parks.
Es kann vorgesehen sein, dass jede der vorgeschlagenen Anlagen und Parks derart ausgebildet ist und/oder dazu dient und/oder geeignet ist, dass sie eines der vorgeschlagenen Verfahren ausführt und/oder ausführen kann.It can be provided that each of the proposed systems and parks is designed and / or serves and / or is suitable for carrying out and / or executing one of the proposed methods.
Die Ausführungen und Erläuterungen zu einem der Aspekte der Erfindung, insbesondere zu einzelnen Merkmalen dieses Aspektes, gelten entsprechend auch analog für die anderen Aspekte der Erfindung.The statements and explanations concerning one of the aspects of the invention, in particular regarding individual features of this aspect, apply correspondingly also analogously to the other aspects of the invention.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die daraus hervorgehenden einzelnen Merkmale sind jedoch nicht auf die einzelnen Ausführungsformen beschränkt, sondern können mit weiter oben beschriebenen einzelnen Merkmalen und/oder mit einzelnen Merkmalen anderer Ausführungsformen verbunden und/oder kombiniert werden. Die Einzelheiten in den Zeichnungen sind nur erläuternd, nicht aber beschränkend auszulegen. Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen sollen den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise beschränken, sondern verweisen lediglich auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen. Die Zeichnungen zeigen inEmbodiments of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. However, the resulting individual features are not limited to the individual embodiments, but may be connected and / or combined with individual features described above and / or with individual features of other embodiments. The details in the drawings are to be interpreted as illustrative, but not restrictive. The reference signs contained in the claims are not intended to limit the scope of the invention in any way, but merely refer to the embodiments shown in the drawings. The drawings show in
In
Diese Anlage
Bei dieser Ausführungsform umfasst die Energieerzeugungseinheit
Bei dieser Ausführungsform ist der Stromrichter
Bei dieser Ausführungsform weist der Anlagentransformator
Bei dieser Ausführungsform ist das Anlagensteuersystem
Bei dieser Ausführungsform umfasst der Anlagenblindleistungssensor
Bei dieser Ausführungsform ist das Anlagensteuersystem
In
Bei dieser Ausführungsform ist der Generator
Die Primärwicklung
Bei dieser Ausführungsform umfasst der Anlagenblindleistungssensor
In
Bei dieser Ausführungsform weist der Anlagentransformator
In
Bei dieser Ausführungsform umfasst die Energieerzeugungseinheit
In
Bei dieser Ausführungsform umfasst der Park
Die Anlagen
Bei dieser Ausführungsform ist das Parksteuersystem
Bei dieser Ausführungsform ist der Parkblindleistungssensor
Bei dieser Ausführungsform ist das Parksteuersystem
Bei dieser Ausführungsform ist das Parksteuersystem
In
Die Steuerung der Anlagentransformatoren
Ein ähnliches U-Q-Kennfeld kann auch für einen Park
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Anlageinvestment
- 1111
- EnergieerzeugungseinheitPower generation unit
- 1212
- Anlagentransformatorplant transformer
- 1313
- AnlagensteuersystemPlant control system
- 1414
- Stromrichterpower converters
- 1515
- AnlagenblindleistungssensorPlant reactive power sensor
- 1616
-
Laststufenschalter von
12 On-load tap-changer of12 - 1717
- Rotorrotor
- 1818
- Generatorgenerator
- 1919
- Primärwicklungprimary
- 2020
- Stromnetz, ParkstromnetzElectricity network, park electricity network
- 2121
- Ständerstand
- 2222
- Läuferrunner
- 2323
- Getriebetransmission
- 2424
- Solarmodulsolar module
- 2525
- Parkpark
- 2626
- ParktransformatorPark transformer
- 2727
- ParksteuersystemParking control system
- 2828
- ParkblindleistungssensorPark reactive power sensor
- 2929
-
Laststufenschalter von
26 On-load tap-changer of26 - 3030
- VerbraucherstromnetzConsumer power grid
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008018748 A1 [0002] DE 102008018748 A1 [0002]
- DE 102008048258 A1 [0004, 0121] DE 102008048258 A1 [0004, 0121]
- DE 102008018748 [0006] DE 102008018748 [0006]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- BDEW-Richtlinie „Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz”, Ausgabe Juni 2008 (MSR 2008) [0010] BDEW Guideline "Generation Plants on the Medium-Voltage Grid", issue June 2008 (MSR 2008) [0010]
- ”Vierten Ergänzung” von Januar 2013 (4. Ergänzung zur MSR 2008) [0010] "Fourth supplement" of January 2013 (4th amendment to the MSR 2008) [0010]
- VDEW-Richtlinie „Eigenerzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz” [0010] VDEW guideline "Self-Generating Systems on the Low-Voltage Grid" [0010]
- 4. Ergänzung zur MSR 2008 mit Wirkung zum Januar 2013 [0011] 4. Supplement to the MSR 2008 with effect from January 2013 [0011]
Claims (13)
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