JP2003189695A - 風力エネルギー・システムならびに該風力エネルギー・システムの作動方法 - Google Patents
風力エネルギー・システムならびに該風力エネルギー・システムの作動方法Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 風力エネルギー・システムの他の構成要素を
断続なしにその使用を継続できる風力エネルギー・シス
テムを提供する。 【解決手段】 風力エネルギー・システムは、風力ロー
ター（１）によって駆動される少なくとも二つの発電機
（２）、各発電機（２）のために配設されてその入力に
関連する発電機（２）が接続された整流装置（３）、各
整流装置（３）のためのエネルギー蓄積回路（４）であ
って関連する整流装置（３）の出力に接続されたエネル
ギー蓄積回路（４）、該エネルギー蓄積回路（４）がそ
れに並列に接続された第一のバスバー・システム
（７）、該第一のバスバー・システム（７）に接続され
た送電システム（８）、回路網結合装置（１５）であっ
て該送電システム（８）がその入力側に接続されまた回
路網変圧器（１６）を介してAC電圧供給回路網に結合さ
れた回路網結合装置（１５）を有するものとして構成さ
れる。
断続なしにその使用を継続できる風力エネルギー・シス
テムを提供する。 【解決手段】 風力エネルギー・システムは、風力ロー
ター（１）によって駆動される少なくとも二つの発電機
（２）、各発電機（２）のために配設されてその入力に
関連する発電機（２）が接続された整流装置（３）、各
整流装置（３）のためのエネルギー蓄積回路（４）であ
って関連する整流装置（３）の出力に接続されたエネル
ギー蓄積回路（４）、該エネルギー蓄積回路（４）がそ
れに並列に接続された第一のバスバー・システム
（７）、該第一のバスバー・システム（７）に接続され
た送電システム（８）、回路網結合装置（１５）であっ
て該送電システム（８）がその入力側に接続されまた回
路網変圧器（１６）を介してAC電圧供給回路網に結合さ
れた回路網結合装置（１５）を有するものとして構成さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力エネルギー・
システムに関し、独立請求項の前段部分に記載の風力エ
ネルギー・システムならびに該風力エネルギー・システ
ムの作動方法にもとづくものである。
システムに関し、独立請求項の前段部分に記載の風力エ
ネルギー・システムならびに該風力エネルギー・システ
ムの作動方法にもとづくものである。
【０００２】
【従来の技術】風力エネルギー・システムは、エネルギ
ー資源の枯渇にともなって、現在、代替エネルギー源と
してますます使用されるようになっているが、通常は、
陸地または海岸近くの海に建設される。WO ００／７６
４１９８ A1は、この種の風力エネルギー・システムを
開示している。この風力エネルギー・システムは、少な
くとも二つの風力ローターを有し、各ローターは、それ
らを駆動する発電機にそれぞれ接続されている。各発電
機は、関連する受動整流装置に接続されている。すべて
の整流装置は、また、そのDC電圧側にエネルギー蓄積回
路を有し、各エネルギー蓄積回路は、適当なインダクタ
ンスを備えて形成される。しかし、これらのインダクタ
ンスは、構造が大きく複雑なため、材料費が高くつき、
また大きなスペースを必要とする。各エネルギー蓄積回
路には、その後段に、直流を対応する整流装置と整合さ
せるための逓昇制御器が接続されている。WO ００／７
６４１９８ A1に開示されているエネルギー蓄積回路
は、下流の逓昇制御器とともに、バスバー・システムに
並列に接続され、送電システムへ電力エネルギーを供給
する構成となっており、該送電システムは、通常、二相
バスバーの形態をとる。長い送電システムでは、低損失
送電に必要な高いDC電圧と整合させるために、入力側に
DC／DC制御器が配設される。送電システムは、DC電圧容
量で形成される入力回路を有する回路網結合装置に接続
される。さらに、回路網結合装置用のインバーターのDC
電圧側が、上記入力回路に接続され、上記インバーター
のAC電圧側は、回路網の変圧器を介して従来の電気供給
回路網に結合される。
ー資源の枯渇にともなって、現在、代替エネルギー源と
してますます使用されるようになっているが、通常は、
陸地または海岸近くの海に建設される。WO ００／７６
４１９８ A1は、この種の風力エネルギー・システムを
開示している。この風力エネルギー・システムは、少な
くとも二つの風力ローターを有し、各ローターは、それ
らを駆動する発電機にそれぞれ接続されている。各発電
機は、関連する受動整流装置に接続されている。すべて
の整流装置は、また、そのDC電圧側にエネルギー蓄積回
路を有し、各エネルギー蓄積回路は、適当なインダクタ
ンスを備えて形成される。しかし、これらのインダクタ
ンスは、構造が大きく複雑なため、材料費が高くつき、
また大きなスペースを必要とする。各エネルギー蓄積回
路には、その後段に、直流を対応する整流装置と整合さ
せるための逓昇制御器が接続されている。WO ００／７
６４１９８ A1に開示されているエネルギー蓄積回路
は、下流の逓昇制御器とともに、バスバー・システムに
並列に接続され、送電システムへ電力エネルギーを供給
する構成となっており、該送電システムは、通常、二相
バスバーの形態をとる。長い送電システムでは、低損失
送電に必要な高いDC電圧と整合させるために、入力側に
DC／DC制御器が配設される。送電システムは、DC電圧容
量で形成される入力回路を有する回路網結合装置に接続
される。さらに、回路網結合装置用のインバーターのDC
電圧側が、上記入力回路に接続され、上記インバーター
のAC電圧側は、回路網の変圧器を介して従来の電気供給
回路網に結合される。
【０００３】このような風力エネルギー・システムで
は、一以上の整流装置および／または回路網結合装置の
インバーターが故障すると、問題が生じて、送電システ
ム、したがってそれに接続されているすべてのエネルギ
ー蓄積回路および回路網結合装置の入力回路が短絡を起
こすことになる。公知の一つの解決方法では、すべての
エネルギー蓄積回路にそれらの逓昇制御器によって−と
くに適当な逓昇制御器内のサイリスタによって−能動的
に短絡を起こさせ、入力回路にインバーターによって短
絡を起こさせる。この同時の短絡によって、短絡電流
は、すべての整流装置およびインバーターの間で均等に
分配されることになる。ここで、短絡電流を遮断するた
めに、従来の回路網ブレーカーによってAC電圧供給回路
網が切断される。一つの整流装置に欠陥が生じた場合
に、風力エネルギー・システムの使用を再開するために
は、その整流装置を切断しなければならない。しかし、
とくに適当なエネルギー蓄積回路をこのように切断する
場合には、関連する発電機が制動されて休止するまで、
それに先立って流れていた短絡電流を処理しなければな
らない。WO ００／７６４１９８ A1で特許権が請求さ
れているエネルギー蓄積回路には、このようなエネルギ
ー蓄積回路からの切断のための機能が配設されておら
ず、したがって、切断が不可能である。さらに、一以上
の整流装置および／またはインバーターに欠陥が生じた
場合に、上に述べたような能動的短絡を同時に起こせる
ようにするためには、信号を迅速に逓昇制御器およびイ
ンバーターへ送信する必要がある。しかし、このような
信号の送信では、とくに上記信号を長距離送信したい場
合、追加の構成要素および材料が必要となり、複雑さの
レベルが高くなる。全体として、WO ００／７６４１９
８ A1で特許権が請求されているエネルギー蓄積回路で
は、一以上の整流装置および／または回路網結合装置用
のインバーターに故障または欠陥が生じた場合には、欠
陥が生じたり故障したりしていない構成要素を断続なし
にさらに使用することは不可能である。
は、一以上の整流装置および／または回路網結合装置の
インバーターが故障すると、問題が生じて、送電システ
ム、したがってそれに接続されているすべてのエネルギ
ー蓄積回路および回路網結合装置の入力回路が短絡を起
こすことになる。公知の一つの解決方法では、すべての
エネルギー蓄積回路にそれらの逓昇制御器によって−と
くに適当な逓昇制御器内のサイリスタによって−能動的
に短絡を起こさせ、入力回路にインバーターによって短
絡を起こさせる。この同時の短絡によって、短絡電流
は、すべての整流装置およびインバーターの間で均等に
分配されることになる。ここで、短絡電流を遮断するた
めに、従来の回路網ブレーカーによってAC電圧供給回路
網が切断される。一つの整流装置に欠陥が生じた場合
に、風力エネルギー・システムの使用を再開するために
は、その整流装置を切断しなければならない。しかし、
とくに適当なエネルギー蓄積回路をこのように切断する
場合には、関連する発電機が制動されて休止するまで、
それに先立って流れていた短絡電流を処理しなければな
らない。WO ００／７６４１９８ A1で特許権が請求さ
れているエネルギー蓄積回路には、このようなエネルギ
ー蓄積回路からの切断のための機能が配設されておら
ず、したがって、切断が不可能である。さらに、一以上
の整流装置および／またはインバーターに欠陥が生じた
場合に、上に述べたような能動的短絡を同時に起こせる
ようにするためには、信号を迅速に逓昇制御器およびイ
ンバーターへ送信する必要がある。しかし、このような
信号の送信では、とくに上記信号を長距離送信したい場
合、追加の構成要素および材料が必要となり、複雑さの
レベルが高くなる。全体として、WO ００／７６４１９
８ A1で特許権が請求されているエネルギー蓄積回路で
は、一以上の整流装置および／または回路網結合装置用
のインバーターに故障または欠陥が生じた場合には、欠
陥が生じたり故障したりしていない構成要素を断続なし
にさらに使用することは不可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、風力エネルギー・システムのある一つの発電機
に接続されている任意の整流装置に故障および／または
欠陥が生じた場合、上記風力エネルギー・システムから
上記整流装置を選択的に切断し、しかも上記風力エネル
ギー・システムの他の構成要素を断続なしにその使用を
継続でき、しかもその構造がきわめて単純で頑丈な風力
エネルギー・システムを回路の複雑さをともなわずに提
供できるようにすることにある。本発明の他の目的は、
本発明にもとづく風力エネルギー・システムを、きわめ
て簡単で効率的に使用することのできる方法を提供する
ことである。これらの目的は、請求項１および１１に記
載の特徴とする部分によって達成される。本発明をさら
に効果的に発展させた実施形態は、従属請求項に記載さ
れている。
目的は、風力エネルギー・システムのある一つの発電機
に接続されている任意の整流装置に故障および／または
欠陥が生じた場合、上記風力エネルギー・システムから
上記整流装置を選択的に切断し、しかも上記風力エネル
ギー・システムの他の構成要素を断続なしにその使用を
継続でき、しかもその構造がきわめて単純で頑丈な風力
エネルギー・システムを回路の複雑さをともなわずに提
供できるようにすることにある。本発明の他の目的は、
本発明にもとづく風力エネルギー・システムを、きわめ
て簡単で効率的に使用することのできる方法を提供する
ことである。これらの目的は、請求項１および１１に記
載の特徴とする部分によって達成される。本発明をさら
に効果的に発展させた実施形態は、従属請求項に記載さ
れている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にもとづく風力エ
ネルギー・システムは、風力ローターによって駆動され
る少なくとも二つの発電機、および、各発電機のために
配設されてその入力に関連する発電機が接続された整流
装置を有する。さらに、上記風力エネルギー・システム
は、各整流装置のためのエネルギー蓄積回路を有し、上
記エネルギー蓄積回路は、関連する整流装置の出力に接
続されている。さらに、第一のバスバー・システムが配
設され、上記エネルギー蓄積回路が、上記第一のバスバ
ー・システムに並列に接続されている。上記第一のバス
バー・システムは、送電システムに接続され、また、回
路網結合装置が配設され、上記送電システムが、その入
力側に接続されている。さらに、上記回路網結合装置
は、回路網変圧器を介してAC電圧供給回路網に結合され
ている。本発明にもとづけば、各整流装置は、駆動可能
な電力用半導体構成要素を有する能動整流装置の形態を
とる。さらに、各エネルギー蓄積回路は、少なくとも一
つのDC電圧容量を有し、また、第一のバスバー・システ
ム用の少なくとも一つの接続に、半導体スイッチの形態
をとる少なくとも一つの第一の保護スイッチを有する。
上記能動整流装置および上記エネルギー蓄積回路は、上
記DC電圧容量とともに、上記エネルギー蓄積回路のため
に、可変で負荷から独立したDC電圧の設定を可能にする
効果を有するものである。その結果、（上に述べたよう
に）第一のバスバー・システムを介してエネルギー蓄積
回路に接続された送電システムの電圧を高めることがで
き、したがって、例えば長距離にまたがる送電システム
での電力損を低減させる効果が得られる。さらに、一以
上の整流装置に欠陥および／または故障が生じた場合、
第一のバスバー・システムからそれぞれのエネルギー蓄
積回路へ流れる最大許容電流値を超える電流および／ま
たはエネルギー蓄積回路から第一のバスバー・システム
へ流れる電流は、それぞれの第一の保護スイッチによっ
てのぞましい形で遮断することができる。この遮断によ
って、風力エネルギー。システムから適当な整流装置が
迅速かつ選択的に切断されることになり、風力エネルギ
ー・システムの他の構成要素を断続なしに継続して使用
することができるという効果が得られる。第一の保護ス
イッチは、この場合半導体スイッチの形態をとるが、損
傷を受けずまた破壊されないという効果がある。
ネルギー・システムは、風力ローターによって駆動され
る少なくとも二つの発電機、および、各発電機のために
配設されてその入力に関連する発電機が接続された整流
装置を有する。さらに、上記風力エネルギー・システム
は、各整流装置のためのエネルギー蓄積回路を有し、上
記エネルギー蓄積回路は、関連する整流装置の出力に接
続されている。さらに、第一のバスバー・システムが配
設され、上記エネルギー蓄積回路が、上記第一のバスバ
ー・システムに並列に接続されている。上記第一のバス
バー・システムは、送電システムに接続され、また、回
路網結合装置が配設され、上記送電システムが、その入
力側に接続されている。さらに、上記回路網結合装置
は、回路網変圧器を介してAC電圧供給回路網に結合され
ている。本発明にもとづけば、各整流装置は、駆動可能
な電力用半導体構成要素を有する能動整流装置の形態を
とる。さらに、各エネルギー蓄積回路は、少なくとも一
つのDC電圧容量を有し、また、第一のバスバー・システ
ム用の少なくとも一つの接続に、半導体スイッチの形態
をとる少なくとも一つの第一の保護スイッチを有する。
上記能動整流装置および上記エネルギー蓄積回路は、上
記DC電圧容量とともに、上記エネルギー蓄積回路のため
に、可変で負荷から独立したDC電圧の設定を可能にする
効果を有するものである。その結果、（上に述べたよう
に）第一のバスバー・システムを介してエネルギー蓄積
回路に接続された送電システムの電圧を高めることがで
き、したがって、例えば長距離にまたがる送電システム
での電力損を低減させる効果が得られる。さらに、一以
上の整流装置に欠陥および／または故障が生じた場合、
第一のバスバー・システムからそれぞれのエネルギー蓄
積回路へ流れる最大許容電流値を超える電流および／ま
たはエネルギー蓄積回路から第一のバスバー・システム
へ流れる電流は、それぞれの第一の保護スイッチによっ
てのぞましい形で遮断することができる。この遮断によ
って、風力エネルギー。システムから適当な整流装置が
迅速かつ選択的に切断されることになり、風力エネルギ
ー・システムの他の構成要素を断続なしに継続して使用
することができるという効果が得られる。第一の保護ス
イッチは、この場合半導体スイッチの形態をとるが、損
傷を受けずまた破壊されないという効果がある。
【０００６】さらに、上記風力エネルギー・システム
は、最小限の数の構成要素しか必要とせず、また、とく
にエネルギー蓄積回路のためにDC電圧容量を使用するこ
とから、わずかなスペースしか占有せず、さらに、回路
の複雑さもほとんどなしに実施することができる。さら
に、本発明にもとづく風力エネルギー・システムは、そ
の簡単な構成と少数の構成要素のため、保守および修理
をきわめて好便に行うことができ、さらに、きわめて頑
丈である。
は、最小限の数の構成要素しか必要とせず、また、とく
にエネルギー蓄積回路のためにDC電圧容量を使用するこ
とから、わずかなスペースしか占有せず、さらに、回路
の複雑さもほとんどなしに実施することができる。さら
に、本発明にもとづく風力エネルギー・システムは、そ
の簡単な構成と少数の構成要素のため、保守および修理
をきわめて好便に行うことができ、さらに、きわめて頑
丈である。
【０００７】本発明にもとづく風力エネルギー・システ
ムの作動方法にあっては、AC電圧供給回路網へ供給する
電気エネルギーは、風力ローターによって駆動される少
なくとも二つの発電機によって生成される。本発明にも
とづけば、整流装置の一つに欠陥および／または故障が
生じた場合には、関連する一または複数の第一の保護ス
イッチが開けられる。このように、整流装置の欠陥また
は故障の場合に関連する一または複数の第一の保護スイ
ッチが開けられるため、対応する整流装置が、風力エネ
ルギー・システムから容易にまた迅速に切断され、した
がって、風力エネルギー・システムは、断続なしに使用
を継続できるという効果が得られる。すなわち、本発明
にもとづく方法によれば、風力エネルギー・システムを
きわめて効率的に使用することができ、さらに、風力エ
ネルギー・システムのきわめて高い利用可能性を達成す
ることができる。
ムの作動方法にあっては、AC電圧供給回路網へ供給する
電気エネルギーは、風力ローターによって駆動される少
なくとも二つの発電機によって生成される。本発明にも
とづけば、整流装置の一つに欠陥および／または故障が
生じた場合には、関連する一または複数の第一の保護ス
イッチが開けられる。このように、整流装置の欠陥また
は故障の場合に関連する一または複数の第一の保護スイ
ッチが開けられるため、対応する整流装置が、風力エネ
ルギー・システムから容易にまた迅速に切断され、した
がって、風力エネルギー・システムは、断続なしに使用
を継続できるという効果が得られる。すなわち、本発明
にもとづく方法によれば、風力エネルギー・システムを
きわめて効率的に使用することができ、さらに、風力エ
ネルギー・システムのきわめて高い利用可能性を達成す
ることができる。
【０００８】本発明のこれらのおよび他の目的、効果、
および機能は、添付の図面を参照して以下に行う好まし
い実施例の詳細な説明から明らかとなろう。
および機能は、添付の図面を参照して以下に行う好まし
い実施例の詳細な説明から明らかとなろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】図面に用いられる参照符号および
それらの意味は、その概要を参照符号のリストに示す。
原則として、図面中、同一の部分は、同じ参照符号で示
す。以下に説明する実施形態は、本発明の主題の一例で
あって、本発明を限定するものではない。
それらの意味は、その概要を参照符号のリストに示す。
原則として、図面中、同一の部分は、同じ参照符号で示
す。以下に説明する実施形態は、本発明の主題の一例で
あって、本発明を限定するものではない。
【００１０】図１は、本発明にもとづく風力エネルギー
・システムの一実施形態を示す。上記風力エネルギー・
システムは、風力ローター１によって駆動される少なく
とも二つの発電機２を有する。さらに、これらの発電機
２の各々に整流装置３が配設され、その入力、とくにAC
電圧入力には関連する発電機２が接続されている。各整
流装置３は、エネルギー蓄積回路４を有し、上記エネル
ギー蓄積回路４は、関連する整流装置３の出力、とくに
DC電圧出力に接続されている。図１に示すように、すべ
てのエネルギー蓄積回路４は、第一のバスバー・システ
ム７に並列に接続されており、また、送電システム８
も、上記第一のバスバー・システム７に接続されてい
る。さらに、図１に示すように、回路網結合装置１５が
配設され、その入力側に上記送電システムが接続されて
いる。図１に示すように、上記回路結合装置１５は、回
路網変圧器１６を介して、AC電圧供給回路網に結合され
ている。ただし、AC電圧供給回路網は、簡略化のために
図示されていない。
・システムの一実施形態を示す。上記風力エネルギー・
システムは、風力ローター１によって駆動される少なく
とも二つの発電機２を有する。さらに、これらの発電機
２の各々に整流装置３が配設され、その入力、とくにAC
電圧入力には関連する発電機２が接続されている。各整
流装置３は、エネルギー蓄積回路４を有し、上記エネル
ギー蓄積回路４は、関連する整流装置３の出力、とくに
DC電圧出力に接続されている。図１に示すように、すべ
てのエネルギー蓄積回路４は、第一のバスバー・システ
ム７に並列に接続されており、また、送電システム８
も、上記第一のバスバー・システム７に接続されてい
る。さらに、図１に示すように、回路網結合装置１５が
配設され、その入力側に上記送電システムが接続されて
いる。図１に示すように、上記回路結合装置１５は、回
路網変圧器１６を介して、AC電圧供給回路網に結合され
ている。ただし、AC電圧供給回路網は、簡略化のために
図示されていない。
【００１１】本発明にもとづけば、各整流装置は、能動
整流装置の形態をとり、駆動自在な電力用半導体構成要
素を有する。また、各エネルギー蓄積回路４は、少なく
とも一つのDC容量を有し、したがって、各エネルギー蓄
積回路４のために、関連する能動整流装置３によって可
変で負荷から独立したDC電圧の設定できる効果を有す
る。したがって、送電システム８の電圧を高めることが
可能である。とくに、上記風力エネルギー・システムを
陸地から長い距離離れた海上に適用する場合には、この
ように電圧を高めることによって、電力損を効率的に低
減することができる。このことは、先行技術で知られる
ような逓昇制御器を使用する必要がないという効果が得
られることを意味する。また、同じく先行技術で知られ
るようなDC／DC制御器およびそれに関連する電圧を大き
く高めるための複雑な駆動装置を使用する必要がないと
いう効果も得られる。ただし、きわめて長い送電路の場
合には、オプションとして使用が必要となる。
整流装置の形態をとり、駆動自在な電力用半導体構成要
素を有する。また、各エネルギー蓄積回路４は、少なく
とも一つのDC容量を有し、したがって、各エネルギー蓄
積回路４のために、関連する能動整流装置３によって可
変で負荷から独立したDC電圧の設定できる効果を有す
る。したがって、送電システム８の電圧を高めることが
可能である。とくに、上記風力エネルギー・システムを
陸地から長い距離離れた海上に適用する場合には、この
ように電圧を高めることによって、電力損を効率的に低
減することができる。このことは、先行技術で知られる
ような逓昇制御器を使用する必要がないという効果が得
られることを意味する。また、同じく先行技術で知られ
るようなDC／DC制御器およびそれに関連する電圧を大き
く高めるための複雑な駆動装置を使用する必要がないと
いう効果も得られる。ただし、きわめて長い送電路の場
合には、オプションとして使用が必要となる。
【００１２】さらに、本発明にもとづけば、第一のバス
バー・システム７の少なくとも一つの接続のために、各
エネルギー蓄積回路４は、半導体スイッチの形態をとる
少なくとも一つの第一の保護スイッチ５を有する。一ま
たは複数の整流装置３に欠陥および／または故障が生じ
た場合には、第一のバスバー・システム７からそれぞれ
のエネルギー蓄積回路４への最大許容電流値を超える電
流および／またはエネルギー蓄積回路４から第一のバス
バー・システム７への電流は、それぞれの第一の保護ス
イッチ５によってのぞましい形で迅速に遮断することが
でき、その結果、適当な整流装置３が風力エネルギー・
システムから選択的に切断される。これによって、風力
エネルギー・システムの他の構成要素を断続なしにさら
に使用することができるという効果が得られる。
バー・システム７の少なくとも一つの接続のために、各
エネルギー蓄積回路４は、半導体スイッチの形態をとる
少なくとも一つの第一の保護スイッチ５を有する。一ま
たは複数の整流装置３に欠陥および／または故障が生じ
た場合には、第一のバスバー・システム７からそれぞれ
のエネルギー蓄積回路４への最大許容電流値を超える電
流および／またはエネルギー蓄積回路４から第一のバス
バー・システム７への電流は、それぞれの第一の保護ス
イッチ５によってのぞましい形で迅速に遮断することが
でき、その結果、適当な整流装置３が風力エネルギー・
システムから選択的に切断される。これによって、風力
エネルギー・システムの他の構成要素を断続なしにさら
に使用することができるという効果が得られる。
【００１３】図１に示すように、第一の保護スイッチ５
は、好ましくは半導体ダイオードの形態をとる。そのよ
うにすれば、上記第一の保護スイッチが複雑な駆動装置
を必要としなくなり、その分だけ回路と制御の複雑さが
低減される。
は、好ましくは半導体ダイオードの形態をとる。そのよ
うにすれば、上記第一の保護スイッチが複雑な駆動装置
を必要としなくなり、その分だけ回路と制御の複雑さが
低減される。
【００１４】さらに、第一のバスバー・システム７の各
接続において、図１に示す各エネルギー蓄積回路４は、
少なくとも一つの第一の分離手段６を有し、上記第一の
分離手段６は、例えば機械的スイッチの形態をとり、エ
ネルギー蓄積回路４を第一のバスバー・システム７から
のDC分離のために用いられる。したがって、この第一の
分離手段６によって、欠陥のある整流装置３を、風力エ
ネルギー・システムから、とくに第一のバスバー・シス
テム７から、DC分離することができるという効果が得ら
れる。上記第一の分離手段６は、好ましくは実質的に電
流が流れていない状態を分離して手動で操作できるよう
に構成される。そのようにすれば、回路と制御の複雑さ
が低減される。
接続において、図１に示す各エネルギー蓄積回路４は、
少なくとも一つの第一の分離手段６を有し、上記第一の
分離手段６は、例えば機械的スイッチの形態をとり、エ
ネルギー蓄積回路４を第一のバスバー・システム７から
のDC分離のために用いられる。したがって、この第一の
分離手段６によって、欠陥のある整流装置３を、風力エ
ネルギー・システムから、とくに第一のバスバー・シス
テム７から、DC分離することができるという効果が得ら
れる。上記第一の分離手段６は、好ましくは実質的に電
流が流れていない状態を分離して手動で操作できるよう
に構成される。そのようにすれば、回路と制御の複雑さ
が低減される。
【００１５】本発明にもとづけば、図１に示す回路網結
合装置１５は、第二のバスバー・システム９を介して送
電システム８に接続される。上記回路網結合装置１５
は、また、少なくとも一つのインバーター１３および各
ケースに一つの各インバーター１３用入力回路１２を有
し、上記入力回路１２は、その数が二以上の場合には、
第二のバスバー・システム９に並列に接続されている。
各入力回路１２は、好ましくは少なくとも一つのDC電圧
容量を有する。インバーターの数が二以上の場合に並列
に接続することによって、一つの故障が生じた場合に、
欠陥のないインバーター１３の部分的冗長性が得られる
という効果が得られる。さらに、インバーターの数が二
以上の場合には、回路網変圧器１６用の適当な変圧器回
路によって調波の低減を図ることが可能となる。DC電圧
容量は、また、関連するインバーター１３によって生成
されるスイッチング周波数での電流の調波を、可能な最
短の経路から散逸させ、したがって送電システム８から
大幅に排除できるという効果を有する。
合装置１５は、第二のバスバー・システム９を介して送
電システム８に接続される。上記回路網結合装置１５
は、また、少なくとも一つのインバーター１３および各
ケースに一つの各インバーター１３用入力回路１２を有
し、上記入力回路１２は、その数が二以上の場合には、
第二のバスバー・システム９に並列に接続されている。
各入力回路１２は、好ましくは少なくとも一つのDC電圧
容量を有する。インバーターの数が二以上の場合に並列
に接続することによって、一つの故障が生じた場合に、
欠陥のないインバーター１３の部分的冗長性が得られる
という効果が得られる。さらに、インバーターの数が二
以上の場合には、回路網変圧器１６用の適当な変圧器回
路によって調波の低減を図ることが可能となる。DC電圧
容量は、また、関連するインバーター１３によって生成
されるスイッチング周波数での電流の調波を、可能な最
短の経路から散逸させ、したがって送電システム８から
大幅に排除できるという効果を有する。
【００１６】さらに、第一のバスバー・システム７の少
なくとも一つの接続において、本発明にもとづく各入力
回路１２は、少なくとも一つの半導体スイッチの形態を
とる第二の保護スイッチ１１を有し、上記第二の保護ス
イッチ１１は、駆動自在な電力用半導体スイッチの形態
をとる。一以上のインバーター１３に欠陥および／また
は故障が生じた場合には、第二のバスバー・システム９
からそれぞれの入力回路１２へ流れる最大許容電流値を
超える電流および／または入力回路１２から第二のバス
バー・システム７へ流れる電流は、それぞれの第二の保
護スイッチ１１によってのぞましい形で迅速に遮断する
ことができ、その結果、対応するインバーター１３が風
力エネルギー・システムから選択的に切断される。これ
によって、風力エネルギー・システムの他の構成要素を
断続なしにさらに使用することができるという効果が得
られる。電流が、すでに述べた最大許容電流値を超えた
とき、駆動装置を介して駆動自在な電力用半導体スイッ
チの形態をとる第二の保護スイッチ１１を切ることがで
きるように、それを識別するための検出器が設置されて
いる。個別の第二の保護スイッチ１１用の該対応する検
出装置および駆動装置は、簡略化のために図から省略さ
れている。
なくとも一つの接続において、本発明にもとづく各入力
回路１２は、少なくとも一つの半導体スイッチの形態を
とる第二の保護スイッチ１１を有し、上記第二の保護ス
イッチ１１は、駆動自在な電力用半導体スイッチの形態
をとる。一以上のインバーター１３に欠陥および／また
は故障が生じた場合には、第二のバスバー・システム９
からそれぞれの入力回路１２へ流れる最大許容電流値を
超える電流および／または入力回路１２から第二のバス
バー・システム７へ流れる電流は、それぞれの第二の保
護スイッチ１１によってのぞましい形で迅速に遮断する
ことができ、その結果、対応するインバーター１３が風
力エネルギー・システムから選択的に切断される。これ
によって、風力エネルギー・システムの他の構成要素を
断続なしにさらに使用することができるという効果が得
られる。電流が、すでに述べた最大許容電流値を超えた
とき、駆動装置を介して駆動自在な電力用半導体スイッ
チの形態をとる第二の保護スイッチ１１を切ることがで
きるように、それを識別するための検出器が設置されて
いる。個別の第二の保護スイッチ１１用の該対応する検
出装置および駆動装置は、簡略化のために図から省略さ
れている。
【００１７】さらに、第二のバスバー・システム９の各
接続において、本発明にもとづく各入力回路１２は、少
なくとも一つの第二の分離手段１０を有し、上記第二の
分離手段１０は、入力回路１２の第二のバスバー・シス
テム９からのDC分離のために用いられる。したがって、
この第二の分離手段１０によって、欠陥のあるインバー
ター１３を、風力エネルギー・システムから、とくに第
二のバスバー・システム９から、DC分離することができ
るという効果が得られる。上記第二の分離手段１０は、
好ましくは実質的に電流が流れていない状態を分離して
手動および例えば機械的に操作できるように構成され
る。そのようにすれば、回路と制御の複雑さが低減され
る。
接続において、本発明にもとづく各入力回路１２は、少
なくとも一つの第二の分離手段１０を有し、上記第二の
分離手段１０は、入力回路１２の第二のバスバー・シス
テム９からのDC分離のために用いられる。したがって、
この第二の分離手段１０によって、欠陥のあるインバー
ター１３を、風力エネルギー・システムから、とくに第
二のバスバー・システム９から、DC分離することができ
るという効果が得られる。上記第二の分離手段１０は、
好ましくは実質的に電流が流れていない状態を分離して
手動および例えば機械的に操作できるように構成され
る。そのようにすれば、回路と制御の複雑さが低減され
る。
【００１８】図１に示すように、各インバーター１３
は、そのAC電圧側が回路網変圧器１６に接続され、各回
路網変圧器１６用の各接続には少なくとも一つの第三の
分離手段１４が配設されている。上記第三の分離手段１
４は、インバーター１３の回路網変圧器１６からのDC分
離に用いられる。したがって、欠陥のあるインバーター
１３を、風力エネルギー・システムから、とくに回路網
変圧器１６から、DC分離することができるという効果が
得られる。さらに、風力エネルギー・システムの始動段
階には、入力回路１２のDC電圧容量が、初期充電装置
（簡略化のために図示しない）によって初期充電されて
いるが、この段階では、DC電圧容量の充電が完了するま
で、第三の分離手段１４によって、回路網変圧器１６を
インバーター１３から分離した状態の保持することがで
きる。第三の分離手段１４は、第二の分離手段１０とと
もに、関連するインバーター１３を切り替えることがで
きるため、たとえ欠陥があるあるいは故障が生じたので
はなく上記インバーター１３の保守のためにそれが活動
状態でない場合でも、風力エネルギー・システムを使用
し続けることができるという効果が得られる。
は、そのAC電圧側が回路網変圧器１６に接続され、各回
路網変圧器１６用の各接続には少なくとも一つの第三の
分離手段１４が配設されている。上記第三の分離手段１
４は、インバーター１３の回路網変圧器１６からのDC分
離に用いられる。したがって、欠陥のあるインバーター
１３を、風力エネルギー・システムから、とくに回路網
変圧器１６から、DC分離することができるという効果が
得られる。さらに、風力エネルギー・システムの始動段
階には、入力回路１２のDC電圧容量が、初期充電装置
（簡略化のために図示しない）によって初期充電されて
いるが、この段階では、DC電圧容量の充電が完了するま
で、第三の分離手段１４によって、回路網変圧器１６を
インバーター１３から分離した状態の保持することがで
きる。第三の分離手段１４は、第二の分離手段１０とと
もに、関連するインバーター１３を切り替えることがで
きるため、たとえ欠陥があるあるいは故障が生じたので
はなく上記インバーター１３の保守のためにそれが活動
状態でない場合でも、風力エネルギー・システムを使用
し続けることができるという効果が得られる。
【００１９】上記第三の分離手段１４は、好ましくは実
質的に電流が流れていない状態を分離して手動および例
えば機械的に操作できるように構成される。そのように
すれば、第三の分離手段１４に関しても、第一および第
二の分離手段６、１０に関してすでに述べたよう回路と
制御の複雑さが低減される。
質的に電流が流れていない状態を分離して手動および例
えば機械的に操作できるように構成される。そのように
すれば、第三の分離手段１４に関しても、第一および第
二の分離手段６、１０に関してすでに述べたよう回路と
制御の複雑さが低減される。
【００２０】本発明にもとづく風力エネルギー・システ
ムの作動方法にあっては、AC電圧供給回路網へ供給する
電気エネルギーは、風力ローターによって駆動される少
なくとも二つの発電機２によって生成される。本発明に
もとづけば、整流装置３の一つに欠陥および／または故
障が生じた場合には、関連する一または複数の第一の保
護スイッチ５が開けられる。このように、整流装置３の
欠陥または故障の場合に関連する一または複数の第一の
保護スイッチ５が開けられるため、対応する整流装置３
が、風力エネルギー・システム、とくに第一のバスバー
・システム７から容易にまた迅速に切断され、したがっ
て、風力エネルギー・システムは、断続なしに使用を継
続できるという効果が得られる。
ムの作動方法にあっては、AC電圧供給回路網へ供給する
電気エネルギーは、風力ローターによって駆動される少
なくとも二つの発電機２によって生成される。本発明に
もとづけば、整流装置３の一つに欠陥および／または故
障が生じた場合には、関連する一または複数の第一の保
護スイッチ５が開けられる。このように、整流装置３の
欠陥または故障の場合に関連する一または複数の第一の
保護スイッチ５が開けられるため、対応する整流装置３
が、風力エネルギー・システム、とくに第一のバスバー
・システム７から容易にまた迅速に切断され、したがっ
て、風力エネルギー・システムは、断続なしに使用を継
続できるという効果が得られる。
【００２１】さらに、本発明にもとづく方法によれば、
関連する一または複数の第一の保護スイッチ５が開けら
れた後、欠陥のある整流装置３が、関連する第一の分離
手段６によって第一のバスバー・システム７からDC分離
される。この第一の分離手段６によるDC分離によって、
欠陥のある整流装置３を安全に修理または交換できると
いう効果が得られる。
関連する一または複数の第一の保護スイッチ５が開けら
れた後、欠陥のある整流装置３が、関連する第一の分離
手段６によって第一のバスバー・システム７からDC分離
される。この第一の分離手段６によるDC分離によって、
欠陥のある整流装置３を安全に修理または交換できると
いう効果が得られる。
【００２２】本発明にもとづけば、インバーター１３の
一つに欠陥が生じた場合、関連する一または複数の第二
の保護スイッチ１１が開けられる。このように、対応す
るインバーター１３に欠陥または故障が生じた場合に、
一または複数の第二の保護スイッチ１１が開けられるた
め、上記インバーター１３は、風力エネルギー・システ
ム、とくに第第二のバスバー・システム９から容易にま
た迅速に切断され、したがって、風力エネルギー・シス
テムは、断続なしに使用を継続できるという効果が得ら
れる。さらに、関連する一または複数の第二の保護スイ
ッチ１１が開けられた後、欠陥のあるインバーター１３
が、関連する第二の分離手段１０によって第二のバスバ
ー・システム９からDC分離される。この第二の分離手段
１０によるDC分離によって、欠陥のあるインバーター１
３を安全に修理または交換できるという効果が得られ
る。またさらに、欠陥のあるインバーター１３は、関連
する第三の分離手段１４によって回路網変圧器１６から
DC分離されるという効果が得られ、したがって、欠陥の
あるインバーター１３あるいは保守を必要とするインバ
ーター１３の修理が行われているときまたは上記インバ
ーター１３を交換しているときの安全性がさらに高めら
れる。
一つに欠陥が生じた場合、関連する一または複数の第二
の保護スイッチ１１が開けられる。このように、対応す
るインバーター１３に欠陥または故障が生じた場合に、
一または複数の第二の保護スイッチ１１が開けられるた
め、上記インバーター１３は、風力エネルギー・システ
ム、とくに第第二のバスバー・システム９から容易にま
た迅速に切断され、したがって、風力エネルギー・シス
テムは、断続なしに使用を継続できるという効果が得ら
れる。さらに、関連する一または複数の第二の保護スイ
ッチ１１が開けられた後、欠陥のあるインバーター１３
が、関連する第二の分離手段１０によって第二のバスバ
ー・システム９からDC分離される。この第二の分離手段
１０によるDC分離によって、欠陥のあるインバーター１
３を安全に修理または交換できるという効果が得られ
る。またさらに、欠陥のあるインバーター１３は、関連
する第三の分離手段１４によって回路網変圧器１６から
DC分離されるという効果が得られ、したがって、欠陥の
あるインバーター１３あるいは保守を必要とするインバ
ーター１３の修理が行われているときまたは上記インバ
ーター１３を交換しているときの安全性がさらに高めら
れる。
【００２３】全体として、本発明にもとづく風力エネル
ギー・システムは、とくに、構成要素に故障および／ま
たは欠陥が生じたときにそれらを選択的に切断すること
ができ、その結果、上記風力エネルギー・システムの他
の構成要素を連続して使用することができるため、構成
がきわめて簡単で、費用効果が高く、さらに、安全かつ
確実に使用できる。さらに、本発明にもとづく方法によ
れば、風力エネルギー・システムを簡単、確実、かつ効
率的に使用することができ、したがって、風力エネルギ
ー・システムのきわめて高い利用可能性を達成すること
ができる。
ギー・システムは、とくに、構成要素に故障および／ま
たは欠陥が生じたときにそれらを選択的に切断すること
ができ、その結果、上記風力エネルギー・システムの他
の構成要素を連続して使用することができるため、構成
がきわめて簡単で、費用効果が高く、さらに、安全かつ
確実に使用できる。さらに、本発明にもとづく方法によ
れば、風力エネルギー・システムを簡単、確実、かつ効
率的に使用することができ、したがって、風力エネルギ
ー・システムのきわめて高い利用可能性を達成すること
ができる。
【図１】本発明にもとづく風力エネルギー・システムの
一実施形態を示す。
一実施形態を示す。
１ 風力ローター
２ 発電機
３ 整流装置
４ エネルギー蓄積回路
５ 第一保護スイッチ
６ 第一の分離手段
７ 第一のバスバー・システム
８ 送電システム
９ 第二のバスバー・システム
１０ 第二の分離手段
１１ 第二の保護スイッチ
１２ 入力回路
１３ インバーター
１４ 第三の分離手段
１５ 回路網結合手段
１６ 回路網変圧器
Claims (15)
- 【請求項１】 風力ローター（１）によって駆動される
少なくとも二つの発電機（２）と、各発電機（２）のた
めに配設されてその入力に関連する発電機（２）が接続
された整流装置（３）と、各整流装置（３）のためのエ
ネルギー蓄積回路（４）であって、関連する整流装置
（３）の出力に接続されたエネルギー蓄積回路（４）
と、上記エネルギー蓄積回路（４）がそれに並列に接続
された第一のバスバー・システム（７）と、上記第一の
バスバー・システム（７）に接続された送電システム
（８）と、回路網結合装置（１５）であって、上記送電
システム（８）がその入力側に接続され、回路網変圧器
（１６）を介してAC電圧供給回路網に結合された回路網
結合装置（１５）とを有する風力エネルギー・システム
であって、 各整流装置（３）は、駆動可能な電力用半導体構成要素
を有する能動整流装置（３）の形態をとること、 各エネルギー蓄積回路（４）は、少なくとも一つのDC電
圧容量を有すること、および、 第一のバスバー・システム（７）用の少なくとも一つの
接続において、各エネルギー蓄積回路（４）は、半導体
スイッチの形態をとる少なくとも一つの第一の保護スイ
ッチ（５）を有することを特徴とする風力エネルギー・
システム。 - 【請求項２】 上記第一の保護スイッチ（５）は、半導
体ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の
風力エネルギー・システム。 - 【請求項３】 上記第一のバスバー・システム（７）用
の各接続において、各エネルギー蓄積回路（４）は、少
なくとも一つの第一の分離手段（６）を有し、上記第一
の分離手段（６）は、上記エネルギー蓄積回路（４）を
第一のバスバー・システム（７）からDC分離するために
使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の
風力エネルギー・システム。 - 【請求項４】 上記回路網結合装置（１５）は、第二の
バスバー・システム（９）を介して送電システム（８）
に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３の
いずれか一項に記載の風力エネルギー・システム。 - 【請求項５】 上記回路網結合装置（１５）は、少なく
とも一つのインバーター（１３）を有し、また各インバ
ーター（１３）用の入力回路（１２）を有すること、お
よび、 インバーターの数が二以上の場合、上記入力回路（１
２）は、第二のバスバー・システム（９）に並列に接続
されていること、を特徴とする請求項４に記載の風力エ
ネルギー・システム。 - 【請求項６】 上記各入力回路（１３）は、少なくとも
一つのDC電圧容量を有することを特徴とする請求項４に
記載の風力エネルギー・システム。 - 【請求項７】 上記第二のバスバー・システム（９）用
の少なくとも一つの接続において、各入力回路（１２）
は、半導体スイッチの形態をとる少なくとも一つの第二
の保護スイッチ（１１）を有することを特徴とする請求
項５または６に記載の風力エネルギー・システム。 - 【請求項８】 上記第二の保護スイッチ（１１）は、駆
動自在の電力用半導体スイッチであることを特徴とする
請求項７に記載の風力エネルギー・システム。 - 【請求項９】 上記第二のバスバー・システム（９）用
の各接続において、各入力回路（１２）は、少なくとも
一つの第二の分離手段（１０）を有し、上記第二の分離
手段（１０）は、上記入力回路（１２）を第二のバスバ
ー・システム（９）からDC分離するために使用されるこ
とを特徴とする請求項５ないし８のいずれか一項に記載
の風力エネルギー・システム。 - 【請求項１０】 各インバーター（１３）は、そのAC電
圧側が回路網変圧器（１６）に接続され、上記回路網変
圧器（１６）用の各接続には少なくとも一つの第三の分
離手段（１４）が配設され、上記第三の分離手段（１
４）は、上記インバーター（１３）を回路網変圧器（１
６）からDC分離するために使用されることを特徴とする
請求項５ないし９のいずれか一項に記載の風力エネルギ
ー・システム。 - 【請求項１１】 風力エネルギー・システムの作動方法
であって、 AC電圧供給回路網へ供給する電気エネルギーは、風力ロ
ーター（１）によって駆動される少なくとも二つの発電
機（２）によって生成され、上記風力エネルギー・シス
テムは各発電機（２）のために配設されてその入力に関
連する発電機（２）が接続された整流装置（３）を有
し、各整流装置（３）のためのエネルギー蓄積回路
（４）であって関連する整流装置（３）の出力に接続さ
れたエネルギー蓄積回路（４）が配設され、上記エネル
ギー蓄積回路（４）がそれに並列に接続された第一のバ
スバー・システム（７）が配設され、上記第一のバスバ
ー・システム（７）に接続された送電システム（８）が
配設され、回路網結合装置（１５）であって上記送電シ
ステム（８）がその入力側に接続された回路網変圧器
（１５）が配設され、上記回路網結合装置（１５）は上
記回路網変圧器（１６）を介してAC電圧供給回路網に結
合された風力エネルギー・システムにおいて、各整流装
置（３）は、駆動可能な電力用半導体構成要素を有する
能動整流装置（３）の形態をとり、各エネルギー蓄積回
路（４）は、少なくとも一つのDC電圧容量を有し、ま
た、第一のバスバー・システム（７）用の少なくとも一
つの接続において、各エネルギー蓄積回路（４）は、半
導体スイッチの形態をとる少なくとも一つの第一の保護
スイッチを有し、上記整流装置（３）の一つに欠陥が生
じた場合には関連する一または複数の第一の保護スイッ
チが開けられることを特徴とする方法。 - 【請求項１２】 第一のバスバー・システム（７）用の
少なくとも一つの接続において、各エネルギー蓄積回路
（４）は、少なくとも一つの第一の分離手段（６）を有
し、関連する一または複数の第一の保護スイッチ（５）
が開けられた後、欠陥のある整流装置（３）が、関連す
る第一の分離手段（６）によって第一のバスバー・シス
テム（７）からDC分離されることを特徴とする請求項１
１に記載の方法。 - 【請求項１３】 上記回路網結合装置（９）は、第二の
バスバー・システム（９）を介して送電システム（８）
に接続され、少なくとも一つのインバーター（１３）を
有し、また各インバーター（１３）用の入力回路（１
３）を有し、インバーターの数が二以上の場合、上記入
力回路（１２）は、第二のバスバー・システム（９）に
並列に接続されており、上記第二のバスバー・システム
（９）用の少なくとも一つの接続において、各入力回路
（１２）は、半導体スイッチの形態をとる少なくとも一
つの第二の保護スイッチ（１１）を有し、上記インバー
ター（１３）の一つに欠陥が生じた場合、関連する一ま
たは複数の第二の保護スイッチ（１１）が開けられるこ
とを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 上記第二のバスバー・システム（９）
用の各接続において、各入力回路（１２）は、少なくと
も一つの第二の分離手段（１０）を有し、関連する一ま
たは複数の第二の保護スイッチ（１１）が開けられた
後、欠陥のあるインバーター（１３）が、関連する第二
の分離手段（１０）によって第二のバスバー・システム
（９）からDC分離されることを特徴とする請求項１３に
記載の方法。 - 【請求項１５】 各インバーター（１３）は、そのAC電
圧側が回路網変圧器（１６）に接続され、上記回路網変
圧器（１６）用の各接続には少なくとも一つの第三の分
離手段（１４）が配設され、欠陥のあるインバーター
（１３）は、関連する第三の分離手段（１４）によって
回路網変圧器（１６）からDC分離されることを特徴とす
る請求項１３または１４に記載の方法。
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