JP6261739B2 - 風力発電装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、風力発電装置又はウインドパークによって電気供給ネット（電力系統）に電気エネルギを供給する方法に関する。更に、本発明は、電気供給ネットに電気エネルギを供給するための風力発電装置に関する。更に、本発明は、電気供給ネットに電気エネルギを供給するためのウインドパークに関する。

風力発電装置によって又は複数の風力発電装置を含むウインドパークによって電気供給ネットに電気エネルギを供給することは、一般的に知られている。更に、風力発電装置ないしウインドパークがエネルギの単なる供給に加えてネット（系統）支援の役割を担うことも知られている。そこで、ここでは、交流電圧ネットとして一般的に通常の電気供給ネットを出発点とする。

US 6,965,174 B2 US 7,638,893 B2 DE 10 2010 006 142 A1 US 2011/0148114 A1

風力発電装置によるネット支援について、初期の文献として例えばUS 6,965,174がある。この文献は、とりわけ、１つの風力発電装置によって給電を行う場合における位相角の調整を記載している。その後、例えば文献US 7,638,893に記載されているように、１つのウインドパークのための方法も記載された。

そのような方法はネットを監視し、場合によってはネットにおける変化に応答する。現在では、ネットにおける風力エネルギの割合は少なくとも数カ国又は数地域では大きく増大しており、そのため、エネルギ供給は、従って場合によってはネット安定性も、支配的な（優勢な）風条件にますます依存し得る。この問題はエネルギ中間貯蔵によって対応可能ではある。しかしながら、そのような中間貯蔵装置は費用がかさむことがあり、また、存在しないか又は十分な規模では存在しないことが多い。

なお、ドイツ特許商標庁は以下の先行技術を調査した：DE 10 2010 006 142 A1、US 6,965,174 B2、US 7,638,893 B2及びUS 2011/0148114 A1。

それゆえ、本発明の課題は上述の問題の少なくとも１つに対処することである。とりわけ、風力発電装置によるネット支援の更なる改善を可能にする解決策の提案が望まれる。少なくとも、代替的解決策の提案が望まれる。

本発明により、請求項１に記載された電気供給ネットに電気エネルギを供給するための方法が提案される。即ち、上記の課題を解決するために、本発明の第１の視点において、風力発電装置又はウインドパークによって電気供給ネットに電気エネルギを供給する方法が提供される。該方法において、
・風力発電装置ないしウインドパークは風速が変化する風の運動エネルギを電気エネルギに変換し、
・風予想に依存して風速が予測され、
・予測風速（予測された風速）に依存して、供給されるべき無効電力が、予測無効電力として計算され、
・予測無効電力はある予測期間のために予測され、及び
・予測風速と異なる風速が生じる場合であっても、風力発電装置ないしウインドパークは、後の時点で予測期間において、計算されたのと同様に予測無効電力を供給する（形態１・第１基本構成）。

本発明の方法は風力発電装置又はウインドパークを使用するが、風力発電装置ないしウインドパークは風速が変化する風の運動エネルギを電気エネルギに変換するものである。風速は変動するものであることが考慮されるが、ここで問題となるのは、瞬間瞬間の値ではなく、例えば１０秒平均値、１分平均値又は１０分平均値のような一般的に利用されている平均値である。

ここで、風予想（ないし風予報：Windvorhersage）に依存して風速が予測されることが、更に提案される。そのような風予想ないし風速の予測（Prognose）は、既知の気象学的方法によって行うことができる。有利には、本発明の方法で使用される風力発電装置ないし本発明の方法で使用されるウインドパークに対し実際の風向から見て空間的に前方に（上流に）位置する別の風力発電装置又は別のウインドパークの値が使用される。

そして、この予測された風速（予測風速）に依存して、供給されるべき無効電力が予測無効電力Ｑ_Ｐとして計算される（決定される：berechnet）。

これは、風速の変化は電気供給ネットの挙動（状態）に、更にはその安定性にすら影響を及ぼし得るという認識を基礎としている。他方、ネット支援のために、風力発電装置又はウインドパークは風速に依存して又は少なくとも風速に照らして予測して無効電力を供給することはできる。しかしながら、そのような予期されるべき関係は、必ずしも一義的には明確でなく、例えばネット運用者にとっては、とりわけ風力発電装置とは異なる機器ないし装置にとっては、殆どないし全く予測できない。

ここで、風条件の変化に基づいて風力発電装置又はウインドパークの挙動が変化する場合、これに対する補償措置（手段）が必要になり得るが、これは例えばネット運用者に備えられる。しかしながら、風力発電装置又はウインドパークのほうでも同様に補償措置を備えているため、両者の補償措置が場合によっては連係が不良であるか、更には逆方向に作用することすらある。無効電力の供給は風力発電装置又はウインドパーク側における重要な補償措置であり得る。従って、そのような補償措置（複数）をより良好に連係可能にするために、風力発電装置ないしウインドパークが既に風予想に基づいて無効電力予測をすることが提案される。かくして、当該補償措置がそもそも必要となる前に、既に早期の段階で補償措置（複数）を連係させることが可能になる。

従って、有利には、電気供給ネットを制御するネット（系統）監視中央指令所（Netzleitzentrale）に対し予測無効電力を予測値として伝送することも提案される。換言すれば、ネット運用者は、風力発電装置又はウインドパークによって間もなく供給されることが見込まれる無効電力に関するこの情報を受け取る。かくして、ネット運用者即ちネット監視中央指令所は供給される無効電力により良好に対応することが可能になる。

有利には、予測風速に依存して、供給されるべき有効電力も予測有効電力Ｐ_Ｐとして計算される（決定される）。ここで、荒天中間（平均）風速（mittlere Sturmwindgeschwindigkeit）より大きい風速が予想された場合、予測無効電力は、値（ないし大きさ：Betrag）に関して、予測有効電力より大きい。この場合、荒天領域が考慮されるが、荒天中間風速は、有効電力が減少し始める荒天始風速（荒天最小風速：Sturmanfangswindgeschwindigkeit）と、供給されるべき有効電力が値０に達した荒天上限風速（荒天最大許容風速：Sturmendwindgeschwindigkeit）の間にある風速である（例えば平均値）。そこで、ネット安定性に対しとりわけ危機的であり得る荒天領域に対し目標に合致した（目的通りに：gezielt）解決策が提案される。これは、とりわけ、風速は荒天時に比較的大きく変動し得ること、及び、荒天時には多くの風力発電装置が現在でもなお、それらが部分的にその出力を保護のために直ちに０に減少されたり、更にはネットからの分離（解列）さえされたりするよう構成及びプログラム（制御）されていること、を前提としている。従って、荒天時に、風力発電装置又はウインドパークによる給電のとりわけ大きな変動を考慮に入れるべきである。

更に、荒天に基づく有効電力の減少により、風力発電装置ないしウインドパークの給電ユニット（複数）は有効電力の減少によって無効電力の供給のためにより多くの容量を使用することが可能になる。この効果も本発明に応じて利用され、従って、有効電力より多くの無効電力をネット（電気供給ネット）に供給することさえ提案される。かくして、少なくともネットの電圧レベルに対し影響が及び得るが、ネット運用者はこの影響に対応することができる。

予測無効電力がある予測期間のために予測されることが、一実施形態に応じ提案される。そして、予想された風速と異なる風速が生じる（sich einstellen）場合であっても、風力発電装置ないしウインドパークが予測無効電力を実際に供給することが、この予測期間のために提案される。かくして、予測無効電力の計算（決定：Berechnung）ととりわけその伝送によって、信頼性の高い値が生成される。他者、とりわけネット運用者は、これに適合可能であるだけではなく、これを信頼することさえ可能である。このため、ネットの安定性は向上される。

更に、この実施形態は、供給可能な無効電力は風速に殆ど依存しないか、更には全く依存しないことさえあるという認識にも基づいている。かくして、そのような予測無効電力を、風が異なる値を取る場合であっても利用することができる。唯一問題となり得ることは、風力発電装置又はウインドパークの給電ユニットの容量が、有効電力の供給が予期に反して大きいために、予測無効電力を供給できないことであろう。この場合、一方では、関係者の協定ないし規約によって、とりわけネット運用者の協定ないし規約（グリッドコード）によって、この無効電力を供給しないことが考慮され、或いは、必要であれば、予測された従って基本的に期待（約束）された無効電力を維持するために、有効電力の供給を減少し、以って、予測された従って期待（契約）された値の無効電力の供給を維持可能にすることが考慮される。

有利には、予測風速が荒天始風速よりも大きい場合にのみ、予測無効電力の計算が行われ（決定され）、場合によっては更に予測無効電力が、予測値としてネット監視中央指令所に伝送される。かくして、荒天の場合に対してのみ無効電力の予測を行うことが、特に提案される。このため、無効電力の予測は、これをネットの安定化のための値（パラメータ）として利用可能にするために、まさに荒天の場合にこそ重要であるという認識がとりわけ考慮される。

更に、このことは、危険性がより小さい状況の場合、不必要な計算（決定）及び場合によっては更に不必要な伝送を回避する。かくして、風速が荒天時（の風速）より小さい場合に、場合によってあり得る予測無効電力に拘束されること（Festlegung）が回避されることも達成することができる。荒天時（の風速）未満では、弱い変動がウインドパークにわたって分布しかつ給電の際にほとんど目立たないウインドパークによって給電される場合にはとりわけ、風速の変動があまり大きくなくかつ突発的（spontan）でないことを、しばしば見込むことができる。かくして、風速がそのようにより小さい場合、無効電力予測なしで運用することが可能であり、そのため、目下の（瞬間瞬間の）ネット要求に、とりわけ目下の（瞬間瞬間の）ネット状態に対しより正確に給電を適合させることが可能な全体としてより安定な状況を見込むことができる。無効電力の予測を行わなかった場合であっても、例えば実際のネット状態に依存して、無効電力を供給することができる。

無効電力を無効電力関数によって調節することが、一実施形態に応じて提案される。これは、荒天始風速と荒天上限風速の間にある風速（複数）に対して有利に提案される。この領域について、無効電力関数は、供給されるべき無効電力と風速の間の関係を定義する。この無効電力関数は、有利には、一次又は二次の多項式関数であり、即ち、勾配を有する直線又は放物線関数でさえある。有利には、無効電力と有効電力の関係について風速が上昇する場合と風速が再び低下する場合とで異なる関係を定義するヒステリシス関数を使用することができる。有利には、そのようなヒステリシス関数は、２つの異なる二次多項式関数によって実現することができる。そのような関数を使用するのが有利であるが、他のタイプの関数、例えば、より高次の多項式関数、例えば正弦関数の一部のような三角関数、又は、複数の支持点を介して記述される関数的関係を記述するスプライン関数、を使用することも可能である。

有利には、風予想を生成するために、他の風力発電装置又は他のウインドパークについての情報が使用される。このために、とりわけ高圧域及び低圧域並びに対応する広域の一般気象状況及び気流についての、既存の気象情報提供所（Wetterdienst）からの情報も参照することができる。尤も、風力発電装置（複数）及びウインドパーク（複数）は情報システムを介して、とりわけいわゆるＳＣＡＤＡを介して接続することができるため、少なくとも１つの更なる風力発電装置及び／又は少なくとも１つの更なるウインドパークの情報を使用するのが有利である。かくして、同じ性質の気象情報に基づいているか又は利用することが可能なネットワークシステムの構築が可能になる。とりわけ、風速の測定は、多くの要因に、とりわけ測定センサ及び測定が行われる高度に依存し得る。風力発電装置が例えば風速をその空気力学的ロータによって検出する場合、この風速測定は、現在では通常は１００メートルを超える非常に大きな測定高度に基づくことになり、また、空気力学的ロータは少なくとも大面積をスイープする既存の風速計と比べると比較的緩慢に動作する（回転する）ため、極めて一様なパラメータに基づくことになる。他の風力発電装置ないし他のウインドパークの風（風況）測定データを使用することにより、関連する風力発電装置について後に妥当かつ有効になるまさにそのような風測定データが、最終的に目的通りに（zielgerichtet）、使用される。

更に、上述の実施の形態の少なくとも１つに応じた方法を実行するために構成された、電気供給ネットに電気エネルギを供するための風力発電装置が提案される。有利には、そのような風力発電装置は、発電機公称（定格）出力を生成するよう構成された発電機と、給電を実行するよう構成された給電装置を有する。この場合、給電装置（給電ユニット）は、発電機公称出力を供給するための供給電流より大きい最大供給電流を供給するよう構成されている。

風力発電装置は、その限りにおいて、専ら発電機の持続的に（dauerhaft）最大の電力をネットに供給するために必要であろうよりも大きい電流を供給するよう構成されている。

有利には、給電装置は、複数の給電ユニットを有し、しかも、風力発電装置によって生成可能な出力の供給のために必要であろうよりも多くの給電ユニットが含まれる程に多くの給電ユニットを有する。従って、とりわけ、発電機公称（定格）出力の供給のために必要であろうよりも多くの給電ユニットを有する。有利には、そのような給電ユニットは、パワーキャビネット（Leistungsschrank）として構成され、従って、公称出力ないし持続的に生成可能な最大出力の供給のために必要であろうよりも少なくとも１つの追加のパワーキャビネットを有する。かくして、目標に合致するよう（目的通りに）、無効電力を供給することができ、他方、同時に、公称出力が供給される。更に、公称出力が全く供給されない、ないし公称出力が僅かしか供給されないという極限的な場合、公称出力より多くの無効電力を供給することができる。その限りにおいて、無効電力と公称出力の間のこの対比のために、単位ＶＡｒと単位Ｗは同等に扱われる。

更に、電気供給ネットに電気エネルギを供給するためのウインドパークが提案される。このウインドパークは、その供給（給電）のために、供給（給電）方法の上述の実施の形態の少なくとも１つに応じた方法を使用するよう構成されている。

有利には、そのようなウインドパークは、当該ウインドパークを制御するための中央制御ユニットを有する。供給（給電）方法の実行のための方法ステップは、中央制御ユニットで相応に実行される。このことは、少なくとも、一実施形態によれば、中央制御ユニットが、ウインドパークの個別の風力発電装置に対し、夫々の風力発電装置が供給すべき有効電力と無効電力に対応する値を供給することを意味する。（当該値から）個別風力発電装置の各々の有効電力供給及び／又は無効電力供給への実際の変換は、当該個別風力発電装置によって実行され、ないしは、当該個別風力発電装置は、ウインドパーク全体のこの給電のそれらの割当分を実行する。その限りにおいて、各風力発電装置は中央制御ユニットの（予）設定値（基準値）に従う供給電流に寄与し、これらの個々の供給電流はすべて合算されて、ウインドパークの共通のネット接続点においてネットに供給される。

有利には、ウインドパークは、該ウインドパークの設計上の最大有効電力の供給のために必要であろうよりも多くの電流を供給するよう構成される。とりわけ、この最大有効電力はウインドパークの公称出力に、即ち、ウインドパークのすべての風力発電装置の公称出力の総和に相当することができる。従って、このウインドパークは、有効電力よりもより多くの無効電力を供給することができ、ないしは、既に最大有効電力が供給されている場合でさえも、なお、無効電力を供給することができる。

有利には、ウインドパークは、風力発電装置の少なくとも１つの実施形態に関連して上述したような、複数の風力発電装置を有する。とりわけ、すべての風力発電装置が、少なくとも１つの実施形態に応じて上述したようなものとして構成される。

ここに、本発明の好ましい実施の形態を示す。
（形態１）上記基本構成参照。
（形態２）上記形態１の方法において、電気供給ネットを制御するネット監視中央指令所に対し予測無効電力を予測値として伝送することが好ましい。
（形態３）上記形態１又は２の方法において、
・予測風速に依存して、供給されるべき有効電力が予測有効電力として計算されることができ、及び
・荒天始風速と荒天上限風速の間の荒天中間風速より大きい風速が予測された場合、予測無効電力は値に関して予測有効電力より大きいこと、
ここに、
・該荒天始風速とは、風速が更に大きくなり続ける場合に、そこから有効電力が減少され始めるときの風速であり、
・該荒天上限風速とは、有効電力が電気供給ネットに最早供給されないときの風速であることが好ましい。
（形態４）上記形態１〜３の何れかの方法において、
・予測無効電力はある予測期間のために予測され、及び
・予測風速と異なる風速が生じる場合であっても、風力発電装置ないしウインドパークは、後の時点で予測期間において、計算されたのと同様に予測無効電力を供給することが好ましい。
（形態５）上記形態１〜４の何れかの方法において、予測風速が荒天始風速よりも大きい場合に、予測無効電力の計算が行われ、場合によっては更に予測無効電力が予測値としてネット監視中央指令所に伝送されることが好ましい。
（形態６）上記形態１〜５の何れかの方法において、
・荒天始風速と荒天上限風速の間において、
・無効電力は、無効電力と風速の間の関係を定義する無効電力関数を介して調節されること、
ここに、該無効電力関数とは
・一次又は二次の多項式関数、及び／又は、
・ヒステリシス関数
であることが好ましい。
（形態７）上記形態１〜６の何れかの方法において、風予想は、少なくとも１つの他の風力発電装置及び／又は少なくとも１つの他のウインドパークについての情報に基づいて生成されることが好ましい。
（形態８）電気供給ネットに電気エネルギを供給するための風力発電装置であって、上記形態１〜７の何れかの方法を実行するよう構成されている風速発電装置も有利に提供される（第２基本構成）。
（形態９）上記形態８の風力発電装置は、
・発電機公称出力を生成するよう構成された発電機、及び
・前記供給を実行するための給電装置
を有すること、
ここに、給電装置は、発電機公称出力を供給するための供給電流より大きい最大供給電流を供給するよう構成されていることが好ましい。
（形態１０）上記形態８又は９の風力発電装置において、給電装置は、複数の給電ユニット、とりわけ複数のパワーキャビネット、を有し、及び、風力発電装置によって生成可能な出力、とりわけその公称出力、の供給のために必要であるよりも多くの給電ユニットないしパワーキャビネットが設けられることが好ましい。
（形態１１）電気供給ネットに電気エネルギを供給するためのウインドパークであって、該供給のために上記形態１〜６の何れかの方法を使用するよう構成されているウインドパークも有利に提供される（第３基本構成）。
（形態１２）上記形態１１のウインドパークは、当該ウインドパークの制御のための中央制御ユニットを有し、前記供給のための方法の実行のための方法ステップは該中央制御ユニットで実行されることが好ましい。
（形態１３）上記形態１１又は１２のウインドパークは、当該ウインドパークが設計されている最大有効電力の供給のための電流よりもより多くの電流を供給するよう設計されていることが好ましい。
（形態１４）上記形態１１〜１３のウインドパークは、上記形態８〜１０の何れかの風力発電装置を１つ以上含むこと、とりわけ当該ウインドパークのすべての風力発電装置が上記形態８〜１０の何れかの風力発電装置であることが好ましい。
以下に、本発明を例示的に実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。
なお、特許請求の範囲に付した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図しない。

風力発電装置の一例の模式的斜視図。 ウインドパークの一例の模式図。 実際風と風予想と予測無効電力の間の関係の一例を示すグラフ。 予測無効電力と予測風速の間の好ましい関係を示すグラフ。

図１は、タワー１０２とゴンドラ（ナセル）１０４を有する風力発電装置１００の一例を示す。ゴンドラ１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０を有するロータ１０６が配されている。ロータ１０６は、運転時、風によって回転運動し、それによって、ゴンドラ１０４内の発電機を駆動する。

図２は、例として３つの同一に又は異なるように構成可能な風力発電装置１００を有するウインドパーク１１２の一例を示す。即ち、これらの３つの風力発電装置１００は、ウインドパーク１１２の原理的に任意の数の風力発電装置を代表している。これらの風力発電装置１００は、その出力を即ちとりわけ生成した電流を電気的パークネット１１４を介して提供する。そこでは、個々の風力発電装置１００のその都度生成された電流ないし出力は合算され、大抵は、ウインドパークの電圧を昇圧した後、一般的にＰＣＣとも称される給電点１１８において供給ネット１２０に給電する変圧器１１６が設置されている。図２は、ウインドパーク１１２の一例の単純化した図しか示しておらず、例えば制御システムは図示されていないが、勿論、制御システムは存在する。更に、例えばパークネット１１４は異なるように、例えば各風力発電装置１００の出力端に夫々１つの変圧器を設けるように、構成することも可能である。尤も、この例は他の実施例の１つを挙示したに過ぎないことに留意すべきである。

図３は、ほぼ一日の期間についての風速のあり得る推移の一例を模式的に第１のグラフＤ１に示す。これに関し、図の中央のグラフＤ２は、あり得る風予想の一例を示すが、この例では、理解の容易化の観点から、予測期間は６時から開始されている。その限りにおいて、この中央のないし第２のグラフＤ２は６時間進んでいる。予測期間と第１グラフＤ１に応じた実際の風（風速）の時間の間の関係は、６時、１２時、１８時及び２４時の時間を夫々明示的に繋げる破線で示されている。

下の即ち第３のグラフＤ３は、供給されるべき無効電力Ｑの予測のあり得る推移の一例を示す。

理解の容易化の観点から、０時から９時の範囲において凡そ５メートル毎秒（秒速５メートル）の風速Ｖ_ｉｓｔの推移が選択された。これは、３Ｂｆｔの風力（Windstaerke）に（ビューフォート風力階級で風力３に）ほぼ相当する。この範囲では、風の自然な変動を示すために、風速は滑らかな直線としては示されていない。

風速は、９時から徐々に増大し始め、１２時３０分頃に２５メートル毎秒の値に達する。これは、９〜１０Ｂｆｔの風力にほぼ相当する。２５メートル毎秒という値は、通常、更には図示の例でも、風力発電装置がその保護のために抑制（減速）制御される風速である。この風速は、この例では、荒天始風速Ｖ_ＳＡである。

ここから風は更に強くなり、１４時３０分頃に３４メートル毎秒の値に達する。この値は風力１２に即ち颶風（ぐふう：Orkan）に相当する。３４メートル毎秒の値は、風力発電装置が通常、更には図示の例でも、有効電力を最早供給しない、その限りにおいて完全に抑制制御されている、とりわけ、可能な限り、そのロータブレードが完全にフェザリング位置に回転されている風速である。この３４メートル毎秒の風速は、この例では、荒天上限風速でもある。

風は再び弱くなり、２１時頃に荒天上限風速未満に低下し、２２時頃には荒天始風速未満に低下する。かくして、風力発電装置は、抑制制御される必要がないという意味で、２２時から再び正常に運転可能になる。グラフは、風速が比較的大きい場合には風速の変動も小さくなることを分かり易く示そうとしている。

グラフＤ１のこの風速に対する風予想の一例がグラフＤ２に示されている。この風予想では、６〜９時の期間について凡そ５メートル毎秒の風速（風力３）が予想されている。風速は９時から予想に応じて増大し、１３時３０分頃に２５メートル毎秒の荒天始風速に達する。これは、グラフＤ１に応じたのちの実際の推移に応じたものより凡そ１時間遅れている。ないしは、風速は、１２時３０分の時点について、現に生じている風速より小さく予想されている。予測風速は１４時３０分に３４メートル毎秒の荒天上限風速に達し、更に増大する。予測風速は２１時には再び荒天上限風速を下回り、２３時には荒天始風速を下回る。

グラフＤ３には、供給されるべき無効電力の予測Ｑ_ｐｒｏが示されている。その（時間）調整（設定）（Einstellung）は図２に応じた予測風速に適合されている。従って、予測無効電力Ｑ_ｐｒｏは１３時３０分から、即ち予測風速が荒天始風速Ｖ_ＳＡに達し、更にこれを超えて増大するときに、増大する。予測風速が更に増大すると、予測無効電力も増大し、予測風速が荒天上限風速Ｖ_ＳＥに達した１４時３０分にその最大値に達する。この予測無効電力Ｑ_ｐｒｏは、予測風速が２１時３０分に再び荒天上限風速を下回るまでその最大値を維持するが、予測風速の更なる低下と共に、２３時まで低下する。ここで、予測風速は荒天始風速の値に達し、更にそれ未満に低下する。その際、予測無効電力Ｑ_ｐｒｏは値０に達する。

かくして、その限りにおいて当初はただ１つの値である予測無効電力は予測風速Ｖ_ｖｏｒに依存して決定されることが明白になる。そして、有利には、この予測無効電力Ｑ_ｐｒｏは、その後、予測されるように即ちグラフＤ３に示されるように供給される。換言すれば、図示の例では、予測無効電力の増大は、そして、相応に供給される無効電力は、１３時３０分にようやく増大し始めるが、実際の風速は１２時３０分には既に荒天始風速Ｖ_ＳＡに達している。同様に、予測風速が、後に実際の風速が達するより早期により大きな値に達するという逆の場合も起こり得る。有利には、そのとき存する実際の風速が予測風速に相当するか又はより小さい場合、予測無効電力Ｑ_ｐｒｏに相当する無効電力が後に供給されることが、原理的に即ち図３の実施例のみに対してではなく、提案される。追加的に又は代替的に、実際の風速が予測（予想）風速より大きい場合、供給無効電力が予測無効電力より大きいことが、図示の実施例に対してだけではなく一般的にも、提案される。尤も、この場合、無効電力の最大値が超過されないこと、即ち、予測無効電力が既に最大値を取っている場合に無効電力は増大されないことが提案される。

予測無効電力は、図３のグラフＤ３では、６時から１３時３０分の時間（範囲）と２３時から６時の時間に対し値０が与えられている。これがまずもって意味することは、値０が予測無効電力に対して設定され、場合によっては相応の制御ユニットに伝送されること、或いは、これらの範囲に対し即ち予測風速が荒天始風速を下回っている範囲に対しては、そもそも予測無効電力が全く考慮されず（求められず）、それに応じて、予測無効電力ないし相応の値も伝送されないことである。

無効電力が予測されなかったか又はその値が０であるこれらの時間範囲においても、無効電力をネットに供給することができる。この無効電力は、とりわけ例えばネット接続点又は電気供給ネットの他の測定点におけるネット電圧のようなネット状態に依存する。

無効電力が既に供給されていれば、即ち、風速又は予測風速が荒天始風速に達する前に既に、これ（供給無効電力）と予測無効電力を関連付ける種々の方策がある。

図示の実施例において１３時３０分に予測有効電力が有効になって増大する場合、予測無効電力が現在供給されている無効電力のこの値に正確に達するまで、この供給無効電力を維持することが、一実施形態に応じて提案される。かくして、無効電力供給は予測無効電力の推移に移行することができる。

予測無効電力の足もと点（立上り部の下端：Fusspunkt）が既に供給されている無効電力にまで持ち上げられる即ち予測無効電力が縦座標方向に圧縮され、その結果、図示の例において１３時３０分に、予測無効電力が増大すると、供給無効電力が増大するよう構成することが、他の一実施形態に応じて提案される。この事例は、グラフＤ３では、この実際に（faktisch）供給される無効電力Ｑ_ｆを表す一点鎖線で模式的に示されている。

更に、図３の例は、予測無効電力Ｑ_ｐｒｏ及び更には実際供給無効電力Ｑ_ｆが３ＭＶＡｒの最大値を取ることを示している。ここで、図示の例は、２ＭＷの公称出力を有し、その限りで最大２ＭＷの有効電力を持続的に生成・供給可能な風力発電装置を基礎としている。それにも拘らず、この風力発電装置は、より大きな無効電力即ち図示の例では３ＭＶＡｒの無効電力を供給するよう構成されている。

図３のグラフについて注意すべきことは、これらのグラフは例示的に６時間の予測期間を用いていることである。しかしながら、原理的に、全く異なる予測期間、とりわけ、１時間又は数時間のより短い予測期間、或いは有利には１時間未満、３０分間未満及び／又は１５分間未満のような一層短い予測期間も考慮することができる。これらの予測期間は、有利には一般的に、即ち図３の例が依拠する実施例のためにではなく、ごく一般的に、提案される。

とりわけ電気供給ネットの運用者にとっては、供給されるべき無効電力のそのような予測は、ネット制御計画のために有用であり得る。そのような給電予測の期間、とりわけ高信頼性の給電予測の期間をより長くすることができるほど、ネット運用者の制御自由度は一層大きくなる。なぜなら、この場合、ネット運用者は、完全な又は部分的な出力の上昇又は低下のためにより多くの時間を要する発電所もその計画に一緒に取り込むことができるからである。他方では、ネット運用者の計画に対し問題を引き起こし得るのは、特別に短期間の変化、即ちここで背景となる問題に関しては、風力発電装置の供給電力の短期間の変化である。そのような短期間に生じる問題が同様に短期間の予測ないし短期間かつ高信頼性の予想を伴えば、ネット運用者の計画は容易化（単純化）されることができる。

図４は、一実施形態に応じて予測無効電力Ｑ_ｐｒｏが風速に即ち予測風速Ｖ_ｗｖｏｒに依存することを示すグラフを示す。図示のグラフは、専ら大きな風速に即ち実質的に荒天始風速Ｖ_ＳＡから荒天上限風速Ｖ_ＳＥまでに関するものである。図示の例では、予測無効電力Ｑ_ｐｒｏは、風速の増大と共に、ほぼ負の放物線の形状に応じて増大し、荒天上限風速Ｖ_ＳＥでその最大値に達する。風速が再び低下すると、予測無効電力も再び減少するが、図示の例に応じて、異なる曲線で即ち増大する場合とは異なる推移で減少する。この意味で、予測無効電力Ｑ_ｐｒｏのためのこれらの２つの曲線に方向矢印が付されている。

風速が増大の際に荒天上限風速Ｖ_ＳＥに達する前に変化する場合、或いは、風速が低下の際に荒天始風速Ｖ_ＳＡに達する前に変化する場合、予測無効電力は、Ｑ_ｐｒｏの図示の２つの弧の間の水平な推移に切り替わる（シフトする）ことができる。そのような水平な推移は記号Ｑ_Ｚで例示されている。尤も、そのような水平の推移は、原理的に、これらの２つの枝分かれ曲線の任意の位置に形成されることができる。ヒステリシス関数のこれらの２つの分枝間でのこの切り替わり（シフト）は、無効電力がまずもって安定な値を維持し、その限りで制御のある程度の安定性が達成されるという利点を有する。その限りで、予測無効電力が一定の値を維持するような、予測無効電力のヒステリシス関数の分枝間での切り替わり（シフト）が提案される。これは、一般的に、図４に示した例のみに限定されない有利な実施形態として提案される。

Claims (14)

1. 風力発電装置（１００）又はウインドパーク（１１２）によって電気供給ネットに電気エネルギを供給する方法であって、
   ・風力発電装置（１００）ないしウインドパーク（１１２）は風速が変化する風の運動エネルギを電気エネルギに変換し、
   ・風予想に依存して風速が予測され、
   ・予測風速に依存して、供給されるべき無効電力が、予測無効電力（Ｑ_Ｐ）として計算され、
   ・予測無効電力はある予測期間のために予測され、及び
   ・予測風速と異なる風速が生じる場合であっても、風力発電装置（１００）ないしウインドパーク（１１２）は、後の時点で予測期間において、計算されたのと同様に予測無効電力を供給する、
   方法。
2. 電気供給ネットを制御するネット監視中央指令所に対し予測無効電力（Ｑ_Ｐ）を予測値として伝送すること
   を特徴とする請求項１の方法。
3. ・予測風速に依存して、供給されるべき有効電力が予測有効電力（Ｐ_Ｐ）として計算されることができ、及び
   ・荒天始風速と荒天上限風速の間の荒天中間風速より大きい風速が予測された場合、予測無効電力は値に関して予測有効電力より大きいこと、
   ここに、
   ・該荒天始風速とは、風速が更に大きくなり続ける場合に、そこから有効電力が減少され始めるときの風速であり、
   ・該荒天上限風速とは、有効電力が電気供給ネットに最早供給されないときの風速であること
   を特徴とする請求項１又は２の方法。
4. 予測風速が荒天始風速よりも大きい場合に、予測無効電力の計算が行われ、場合によっては更に予測無効電力（Ｑ_Ｐ）が予測値としてネット監視中央指令所に伝送されること
   を特徴とする請求項３の方法。
5. ・荒天始風速と荒天上限風速の間において、
   ・無効電力は、無効電力と風速の間の関係を定義する無効電力関数を介して調節されること、
   ここに、該無効電力関数とは
   ・一次又は二次の多項式関数、及び／又は、
   ・ヒステリシス関数
   であること
   を特徴とする請求項３の方法。
6. 風予想は、少なくとも１つの他の風力発電装置（１００）及び／又は少なくとも１つの他のウインドパーク（１１２）についての情報に基づいて生成されること
   を特徴とする請求項１〜５の何れかの方法。
7. 電気供給ネットに電気エネルギを供給するための風力発電装置（１００）であって、
   請求項１〜６の何れかの方法を実行するよう構成されていること
   を特徴とする風力発電装置。
8. 風力発電装置（１００）は、
   ・発電機公称出力を生成するよう構成された発電機、及び
   ・前記供給を実行するための給電装置
   を有すること、
   ここに、給電装置は、発電機公称出力を供給するための供給電流より大きい最大供給電流を供給するよう構成されていること
   を特徴とする請求項７の風力発電装置。
9. 給電装置は、複数の給電ユニットないし複数のパワーキャビネットを有し、及び、
   風力発電装置によって生成可能な出力の供給のために必要であるよりも多くの給電ユニットないしパワーキャビネットが設けられること
   を特徴とする請求項８の風力発電装置。
10. 電気供給ネットに電気エネルギを供給するためのウインドパーク（１１２）であって、
    該供給のために請求項１〜６の何れかの方法を使用するよう構成されていること
    を特徴とするウインドパーク。
11. ウインドパーク（１１２）は当該ウインドパーク（１１２）の制御のための中央制御ユニットを有し、前記供給のための方法の実行のための方法ステップは該中央制御ユニットで実行されること
    を特徴とする請求項１０のウインドパーク。
12. ウインドパーク（１１２）は、当該ウインドパーク（１１２）が設計されている最大有効電力の供給のための電流よりもより多くの電流を供給するよう設計されていること
    を特徴とする請求項１０又は１１のウインドパーク。
13. ウインドパーク（１１２）は電気供給ネットに電気エネルギを供給するための風力発電装置（１００）を１つ以上含み、
    風力発電装置（１００）は、
    ・発電機公称出力を生成するよう構成された発電機、及び
    ・前記供給を実行するための給電装置
    を有すること、
    ここに、給電装置は、発電機公称出力を供給するための供給電流より大きい最大供給電流を供給するよう構成されていること
    を特徴とする請求項１０〜１２の何れかのウインドパーク。
14. 給電装置は、複数の給電ユニットないし複数のパワーキャビネットを有し、及び、
    風力発電装置によって生成可能な出力の供給のために必要であるよりも多くの給電ユニットないしパワーキャビネットが設けられること
    を特徴とする請求項１３のウインドパーク。

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