JP6732100B2 - エネルギ発生装置のための制御器目標値の出力方法、該方法のための装置及び該装置を有するシステム - Google Patents

Description

本発明は、例えば風力発電装置のようなエネルギ発生装置を制御するための、とりわけエネルギ発生装置の電気エネルギの給電ネットへの供給を制御するための、制御器目標値の出力に関する。

例えば電気エネルギを化石燃料によって獲得し、ベース負荷（電力）を保障（確保）する役割を有する従来の大型発電所に加えて、今日では、ますます多くの風力発電装置が給電ネットに接続され、共同してエネルギを給電ネットへ供給している。風力発電装置は、しばしば、ガス（火力）発電所、水力発電所及びソーラー発電所のように、給電ネットにおけるミドル及びピーク負荷（電力）を提供する役割を有する。

その理由は、風力発電装置は、従来の発電所と比べると、供給される電気エネルギが、給電ネットに接続されている（電力）消費者の要求に応じて、例えば有効電力又は無効電力のようなそのパラメータに関し極めて短時間内に格別にフレキシブルに適合されることが可能であるという利点を有することにある。これに対し、例えば従来の大型発電所によって供給されるべき電力の増大又は減少のプロセスは極めて緩慢であり、そのため、適合化、即ち増大又は減少は、数時間にわたって続くことがあり得る。

尤も、給電ネットに接続されている消費者のエネルギ需要は一日の時間帯や曜日によって大きく異なるため、給電ネットにおいて利用可能な電力の大きなフレキシビリティが必要とされる。ベース負荷（電力）を満たすために必要変動エネルギを時間帯に依存して利用可能にするための、そして、そのために、早い時点で従来の大型発電所の制御に介入するための予測メカニズムは確かに既知ではある。従って、このような大型発電所は、そのエネルギ供給量を予測された週間又は日運用計画に応じて調節し、かくして、給電ネットのベース負荷（電力）を提供する役割を果たす。しかしながら、短時間のエネルギ需要変動が付加的に生じる場合―ミドル及びピーク負荷が変動する場合―風力発電装置がネット支援のために、この場合大きなフレキシビリティ、従って大きなネット安全性（信頼性）を保証するために、使用されることがますます多くなっている。

かくして、送電ネット運用者（ＵｅＮＢ：Uebertragungsnetzbetreiber）及び／又は給電ネット運用者は、これらはここでは一緒に考察され、以下においては一緒にネット運用者と称されるが、そのコントロールセンタから現在目標値を、例えばウインドパークの供給されるべき電力の制御のために、目下必要とされるエネルギに基づいて、制御器目標値として、ウインドパーク又は個々の風力発電装置の制御器へ送信する。現在目標値の送信のために、データ通信ラインが使用される。この場合、送電ネット運用者とウインドパーク又は個々の風力発電装置との間には、更に、いわゆるクラスタ制御器（ＣＬＵ：Cluster-Regler）が（これはバーチャル発電所（ＶＫ：virtuell Kraftwerk）とも称される）、中間接続されることがあり得る。クラスタ制御器は、ネット運用者によって予め設定される現在目標値を―場合によってはクラスタ制御器において適合化した後―給電ネットの１つの部分ネットの複数のエネルギ発生装置（例えば複数のウインドパーク）のための個別の現在目標値として送信する。給電ネットの部分ネットはクラスタとも称される。これらの現在目標値は、従って、複数の風力発電装置又はウインドパークによって、例えば数分間隔で受信される。

この場合、ネット運用者のコントロールセンタとウインドパーク又は風力発電装置との間において通信障害が生じ得ることが知られている。例えば現在目標値が最早送信されない場合、従って、何らかの手段及び方法で、風力発電装置又はウインドパークの自立運転が保証される必要もある。これに関し、この種の通信障害に対処するための複数の可能性が技術水準（従来技術）において知られている。

ＤＥ １０ ２０１０ ００６ ５２７ Ａ１ ＵＳ ２０１４／００４９１０９ Ａ１ ＵＳ ２０１３／０１８５４３７ Ａ１ ＵＳ ２０１５／０１４２１８７ Ａ１

Li. Z. et al. "Novel ACG strategy considering communication failure possibility for interconnected power grids"

今日では、例えば、現在目標値を例えば供給されるべき電力の制御のためにコントロールセンタ又はクラスタ制御器から受信していない風力発電装置又はウインドパークは、制御器目標値を、予め設定された基準値（これはデフォルト値とも称され得る）に調節している。クラスタ制御器が目標値をネット運用者のコントロールセンタから最早受信していない場合にも同じことが行われる。ウインドパーク又は風力発電装置は、その後、コントロールセンタとウインドパークとの間のデータ送信が復旧し、更なる現在目標値が受信されるまでの間、この基準値によって運転される。最悪の場合には、ウインドパークは、通信障害が生じている間、ネットから切り離される（解列される）。

しかしながら、とりわけ、給電ネットのエネルギ変動に対する支援のためのミドル及びピーク負荷（電力）を提供するウインドパーク又はその他のエネルギ発生装置の影響が益々大きくなっているという観点から、ネット運用者のコントロールセンタとエネルギ発生装置との間の通信可能性（手段）に障害が生じた場合にも、エネルギ発生装置の制御のための制御器目標値が基準値に制限されるだけではなく、ネット支援が短時間のエネルギ需要変動に対する応答によって引き続き実行されることが望まれている。従って、制御器目標値が通信障害のために最早直接的に予め設定されることができない場合であっても、（エネルギ）需要状況に適合された制御のための制御器目標値が可及的に引き続いて（長期にわたり）出力されることが望まれる。

従って、本発明の課題は技術水準における上記の問題の１つに対処することである。とりわけ、ネット運用者のコントロールセンタとエネルギ発生装置、とりわけ風力発電装置又はウインドパーク、との間に通信障害がある場合にも、引き続いて、制御器目標値が、ネットに接続されている消費者のエネルギ需要に可及的に良好に適合されることが望まれる。

ドイツ特許商標庁は、本願についての優先権の基礎出願において、以下の先行技術を調査した：ＤＥ １０ ２０１０ ００６ ５２７ Ａ１；ＵＳ ２０１４／００４９１０９ Ａ１；ＵＳ ２０１３／０１８５４３７ Ａ１；ＵＳ ２０１５／０１４２１８７ Ａ１；及びLi. Z. et al. “Novel ACG strategy considering communication failure possibility for interconnected power grids”。

本発明の第１の視点により、少なくとも１つのエネルギ発生装置、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置又は少なくとも１つのウインドパーク又は少なくとも１つのクラスタ制御器のための制御器目標値を出力する方法が提供される。該方法は、以下のステップ：
・１つの現在目標値と複数の将来目標値とを含むデータパケットをデータ入力部によって受信すること、
・受信したデータパケットの将来目標値を記憶装置に格納すること、
・前記データパケットの現在目標値を、データ出力部によって、エネルギ発生装置、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置又は少なくとも１つのウインドパーク又はクラスタ制御器のための制御器目標値として出力すること、
を含み、
・前記データパケットの受信後に更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後、前記格納された将来目標値のうちの第１将来目標値がデータ出力部によって次の制御器目標値として出力される（形態１）。
本発明の第２の視点により、とりわけ本発明の方法を実行するために、少なくとも１つのエネルギ発生装置、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置又は少なくとも１つのウインドパーク又は少なくとも１つのクラスタ制御器のための制御器目標値を出力する装置が提供される。該装置は、
・１つの現在目標値と複数の将来目標値とを含むデータパケットを受信するデータ入力部、
・データパケットの将来目標値を格納する記憶装置、
・エネルギ発生装置、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置又は少なくとも１つのウインドパーク又はクラスタ制御器のための制御器目標値として、前記データパケットの現在目標値を出力するデータ出力部、
・前記データパケットの受信後に更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後、第１の格納された将来目標値をデータ出力部によって次の制御器目標値として出力するよう構成された制御ユニット
を含む（形態９）。

本発明は、かくして、エネルギ発生装置、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置又は少なくとも１つのウインドパーク、又はクラスタ制御器のための制御器目標値を出力するための方法及び装置に関する。このために、データ入力部によって、データパケットが受信される。データパケットは、（１つの）現在目標値と、本発明に応じ更に、複数の将来目標値とを含む。有利には、データパケットは、ネット運用者のコントロールセンタ又はクラスタ制御器から予め送信されたものである。

データパケットの目標値の観点から、従って、現在目標値と将来目標値とが区別される。現在目標値とは、エネルギ発生装置、例えば風力発電装置又はウインドパークの制御器又はクラスタ制御器に対して、現在の時点において、即ち有利にはデータパケットを受信した時点又はその直後に、提供されることが望まれる目標値である。これらの現在目標値は、従って、例えば、一定のインターバルで、例えば分単位のインターバルで、現在の需要状況のために送電ネット運用者によって計算される上記の目標値に相当する。これに対し、将来目標値とは、例えば、大きな蓋然性を有する送電ネット運用者の予測に基づき、将来見込まれるエネルギ需要変化に対応するための目標値に相当する値である。

目標値は、ここでは、例えばエネルギ発生装置の制御器ないし出力制御器のために予め設定される出力目標値、有利には風力発電装置又はウインドパークの無効電力及び／又は有効電力の供給の制御のための目標値である。尤も、目標値は、例えばクラスタ制御器のための電圧目標値でもあり得るところ、クラスタ制御器はこの電圧目標値を、給電ネットにおける電圧維持という任務（目的）のために、従って、該給電ネットにおける所望の電圧許容範囲が維持されるよう、当該クラスタ制御器に接続されているエネルギ発生装置を制御するために、必要とする。

受信されたデータパケットの将来目標値は、次いで、記憶装置に格納、即ち記憶される。

更に、受信されたデータパケットの現在目標値は、データ出力部によって、エネルギ発生装置、例えば風力発電装置又はウインドパークのための、又はクラスタ制御器のための、制御器目標値として出力される。従って、受信されたデータパケットの現在目標値は、有利にはデータパケットの受信直後にないし受信後直ちに、エネルギ発生装置、例えば風力発電装置又はウインドパークのための、又はクラスタ制御器のための、制御器目標値として出力される。

本発明に応じ、データパケットの受信後に更なる、即ち新たなデータパケットが受信されない予め規定された（vordefiniert：以下「予規定」ともいう。）期間の経過後、格納された将来目標値のうちの第１将来目標値が、データ出力部によって、エネルギ発生装置又はクラスタ制御器のための次の制御器目標値として出力される。

従って、本発明は、データ入力部、記憶装置及びデータ出力部を有する装置に関する。データ入力部によって、１つの現在目標値と複数の将来目標値を夫々含むデータパケットが受信可能である。記憶装置は、受信されたデータパケットの将来目標値を記憶するよう構成されている。データ出力部は、エネルギ発生装置又はクラスタ制御器のための制御器目標値を出力するよう構成されている。

更に、本装置は、データパケットの受信後、データ出力部によって、受信したデータパケットの現在目標値を制御器目標値として出力するよう、及び、データパケットの受信後更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後に、格納されている将来目標値のうちの第１の将来目標値をデータ出力部によって次の制御器目標値として出力するよう、構成されている。このために、有利には、制御ユニット（Steuerung）が本装置に設けられる。従って、制御ユニットは、まず、データパケットの現在目標値と将来目標値を分離し、将来目標値を記憶装置に記憶するよう構成されている。この場合、現在目標値は、データパケットの受信後直ちにデータ出力部において制御器目標値として出力される。

更に、制御ユニットは、データパケットの受信後に経過する期間を監視（モニタ）する。この期間が予規定期間を超過しかつこの予規定期間内に更なるデータパケットが受信されなければ、制御ユニットは、記憶装置に格納されている（１つの）将来目標値を記憶装置から読み出し、これを―実際に利用可能ではない更なるデータパケットの新たな現在目標値の代わりに―エネルギ発生装置又はクラスタ制御器の制御のための制御器目標値として出力する。

かくして、本発明によって、現在目標値に加えて本発明に応じ将来目標値をも含むデータパケットが、ネット運用者ないしネット運用者のコントロールセンタ又はクラスタ制御器から本発明の装置へ送信されることができる。このことは、ネット運用者とウインドパークの間の又はクラスタ制御器とウインドパークの間のデータ接続（連絡）の場合によっては差し迫っている障害発生に備えて、ネット運用者自ら又は予測サービスプロバイダ（Prognosedienstleister）を用いて予測された将来目標値が一緒に伝達されることを意味する。データ通信に障害が発生している場合、エネルギ発生装置例えば風力発電装置又はウインドパークの制御器又はクラスタ制御器に目標値を提供するために、ここでは将来目標値と称されている予測された目標値を、リアルタイムで（zeitaktuell）計算される目標値即ちここでいうところの現在目標値の代わりに、使用することができる。

ここでは、本発明は、特別な予測サービスプロバイダは、今日、将来の期間（複数）における給電ネットのエネルギ需要についての極めて正確な予測を予め決定することができるという認識に基づいている。例えば２０分間から１時間までの範囲にある短い将来の期間に対しては、短時間エネルギ需要変動は、ほぼ１００％の確度の蓋然性で予測可能である。例えば、予測の誤差は、後続の２４時間について、僅か凡そ３％誤差にさえ限られている。

長時間予測は、今日既に従来の発電所によって、その緩慢な応答性にも拘わらず例えば計画された需要に応じて早期に利用可能な電力を増減するために、従って、ベース負荷を保証するために、使用されている。

有利には、遥かにより正確である短時間予測が、データ通信時の障害を少なくともある期間にわたって切り抜けるために、今や、本発明に応じて使用可能である。かくして、規則的に（定期的に：regelmaessig）にアップデートされる目標値をネット運用者のコントロールセンタから現在受け取っていない、例えば風力発電装置又はウインドパークのようなエネルギ発生装置又はクラスタ制御器をただ１つの基準値（Standardwert）によって運転することを放棄することができる（運転する必要をなくすことができる）。

本発明の方法は、有利には、エネルギ発生装置又はクラスタ制御器の制御において直接的に使用される。かくして、対応する本発明の装置は、例えば、ウインドパーク制御器、個別風力発電装置の制御装置（ユニット）又はクラスタ制御器の構成要素をなす。

第１の実施形態に応じ、記憶装置に格納された将来目標値は、更なるデータパケットの即ち以前に受信されたデータパケットの後に受信されるデータパケットのその都度の受信後に、該更なるデータパケットの将来目標値によって上書きされる。

かくして、常時新たな現在目標値だけではなく、将来目標値も、ネット運用者によって予測に基づいて求められる（決定される）。この新たな将来目標値は、また、新たなないし更なるデータパケットの孫都度の受信後に、最後の記憶された将来目標値と置き換わる。

かくして、例えばデータパケットの送信時に、後続の時点よりも更に先の将来にあった予測された将来目標値が該後続の時点において既により大きな信頼性をもって予測可能であったことが保証される。このことは、例えばある所定の将来の時点のために規定されていたが、より長い時間の前に（より以前に）既に予測されていた将来目標値も、新たな将来目標値によって、例えば同じ時点のためにも、置換（更新）されることを意味する。なぜなら、該新たな将来目標値はより大きな確度（正確性）で予測可能だからである。

更なる一実施形態に応じ、データパケットの目標値の各々には夫々１つの目標値有効期間が割り当てられる。従って、各目標値には、当該目標値が有効であることが望まれかつ制御器目標値として出力される１つの期間が割り当てられている。そして、この期間の経過後、相応に次の目標値が制御器目標値として出力される。従って、この場合予規定期間に相当する（１つの）目標値有効期間も、現在目標値のために格納（記憶）されている。

従って、ここでは最後に受信されたデータパケットから抽出された現在目標値の目標値有効期間に相当する予規定期間であって、該データパケットの受信後に更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後、格納されている将来目標値（複数）が、データ出力部によって、夫々の目標値有効期間に相当する期間中に、更なるデータパケットが受信されない限り、制御器目標値として順次出力される。

目標値有効期間は、かくして、ネット運用者によって予め決定される。例えば、近い将来にある、従って依然として極めて大きな確度（正確性）及び解像度（Aufloesung）をもって決定されることが可能な目標値は、より遠い将来にある目標値（これはいずれにせよ比較的正確に決定することは最早できない）よりも、より小さい（短い）目標値有効期間が与えられる。かくして、目標値有効期間も、ネット運用者によって、有利にはコントロールセンタにおいて、決定され、目標値に割り当てられる。目標値有効期間（複数）は、次いで、目標値（複数）と共に（１つの）データパケットによって伝送される。

更なる一実施形態に応じ、格納されている将来目標値の各々には１つのタイムスタンプ（Zeitstempel：ある日時を特定する一連の文字ないし情報；とりわけ本願においては、目標値のタイムスタンプは、目標値が出力されるべき時間を含む。）が割り当てられている。データパケットの受信後に更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後、該格納されている将来目標値が、データ出力部によって、順次、タイムスタンプに対応する時点においてそれぞれ、更なる新たなデータパケットが受信されない限り、次の制御器目標値として出力される。

即ち、データパケットがデータ入力部を介して受信されたのち、まず、予規定期間が待機される。そして、更なる即ち新たなデータパケットが受信されると、常に、将来目標値のタイムスタンプの時点に対応する時点（複数）においてその都度、新たな制御器目標値が出力される。従って、時間の経過中―更なるデータパケットが受信されない限り―将来目標値が、夫々そのタイムスタンプが割り当てられている将来目標値が、夫々制御器目標値として出力される。

かくして、例えば、ネット運用者は、将来目標値のフレキシブルなシーケンスをそのタイムスタンプ又は目標値有効期間によって予め設定することができる。とりわけ、例えば、ネット運用者が例えば目標値が、例えば夜間においてあり得るように、より長い期間にわたって変化される必要はないと考えている場合、この期間についてのタイムスタンプ又は目標値有効期間は、例えば需要者によって給電ネットから取り込まれる電力需要がより大きく変動する午前中において必要であるよりも、より大きな時間間隔（インターバル）を有するよう選択されることができる。

そのため、（１つの）データパケットによって例えば２０以下の将来目標値が伝送される場合、少なくともそれほど大きな変動は生じない障害（発生）期間においては、タイムスタンプのより長い間隔又はより長い目標値有効期間を選択することによって、データ接続（通信）のより長期の障害を切り抜けることができる。従って、とりわけ夜間において、即ち例えばデータ接続（通信）の障害を修復する保守要員を確保することが通常の営業時間の際よりもより困難であり得る場合に、日中の場合よりもより大きな時間間隔（インターバル）を有するタイムスタンプ又はより長い目標値有効期間を選択することは、有利である。

更なる一実施形態に応じ、タイムスタンプ（複数）は夫々異なる時点に対応し、これらのタイムスタンプに対応する時点に割り当てられている時間間隔は当該タイムスタンプの時間的順序に応じて増大する。

直近の将来にある目標値は近くの予測時点に基づき極めて正確に求めることが可能でありかつ遠い将来にある目標値は比較的より正確には求めることができないため、データ接続（通信）の障害発生時、より正確な値を、可及的に精密に（praezise）、即ち大きな解像度（Aufloesung）で、即ち制御器目標値の大きなアップデート（更新）レート（Aktualisierungsrate）で、制御のために使用し、将来目標値がいずれにせよ比較的より小さい信頼性を有するや否や、この大きなアップデートレートを放棄すると、有利である。

更なる一実施形態に応じ、格納されている将来目標値（複数）には１つのシーケンス（Reihenfolge）が割り当てられている。更に、この場合、データパケットの受信後に更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後に並びに該予規定期間の各々の新たな経過後に又は更なる予規定期間の各々の経過後に又は時間的に増大する期間の各々の経過後に、将来目標値の夫々１つがそのシーケンスに応じて出力される。このことは、更なるデータパケットが受信されない限り行われる。

この実施形態は、上記の実施形態と比べると、目標値のためのタイムスタンプの伝送を省略しており、そのため、（１つの）データパケットのデータ量としては、比較的より小さなものを選択することができる。尤も、この場合、目標値が制御器目標値として出力されるべき時点についての基準（設定：Vorgabe）は、本装置によって予規定期間、更なる予規定期間又は時間的に増大する予規定期間に基づいて決定されること、及び、最早送電ネット運用者によっては個別に予め設定されることができないことを甘受する。

さらなる一実施形態に応じ、格納されているすべての将来目標値が既に制御器目標値として出力されかつ更なるデータパケットが受信されなかった場合、デフォルト値と称することも可能な予規定基準値（Standardwert）が制御器目標値として出力される。即ち、この予規定基準値は、更なるデータパケットが受信されるまで、制御器目標値として出力される。

記憶装置に格納されている将来目標値の数は、ネット運用者とエネルギ発生装置（例えば風力発電装置やウインドパーク）又はクラスタ制御器との間のデータ接続（通信）が妨げられる平均的な障害時間を含む全期間を切り抜ける（克服する）ことができるように選択されていることが想定されている。従って、データ通信ネットに極めて長期間の障害が発生している場合にのみ、予規定基準値が制御器目標値として出力され、この場合にも、風力発電装置又はウインドパークの規定された状態が少なくとも保証される。

更なる一実施形態に応じ、予規定期間、更なる予規定期間又は目標値有効期間は最大で１分間、最大で２分間又は最大で５分間に相当するよう選択されている。更に、少なくとも１０の、少なくとも２０の又は少なくとも５０の将来目標値が各データパケットによって受容される。

かくして、送電ネット運用者との通信に障害がある場合にも、引き続き、送電ネットの需要（電力要求：Bedarfsanfordnungen）を可及的に良好に満たす風力発電装置又はウインドパークの制御を保証することができる。

更に、本発明は、エネルギ発生装置例えば風力発電装置又はウインドパークの制御器又はクラスタ制御器である制御器と、上記の実施形態の何れか１つに応じた装置とを含むシステムに関する。有利には、本システムは、例えば送電ネット運用者のコントロールセンタの構成要素である目標値決定装置であり、目標値決定ユニット（装置）は、少なくとも１つのエネルギ発生装置例えばウインドパーク又は少なくとも１つの風力発電装置のための又はクラスタ制御器のための現在目標値及び将来目標値を決定するよう、及び、現在目標値及び将来目標値を含むデータパケットを生成するよう、及び、（目標値を）本システムのデータ接続（通信）手段を介して制御器に伝送するよう、構成されている。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を示す。
（形態１）上記第１の視点参照。
（形態２）形態１の方法において、
記憶装置に格納された将来目標値は、更なるデータパケットのその都度の受信後に、該更なるデータパケットの将来目標値によって上書きされることが好ましい。
（形態３）形態１又は２の方法において、
各目標値には夫々１つの目標値有効期間が割り当てられており、
制御器目標値として現在出力される現在目標値の目標値有効期間に相当する予規定期間であって、データパケットの受信後更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後、前記格納された将来目標値が、データ出力部によって、夫々の目標値の夫々の目標値有効期間に相当する期間中に、更なるデータパケットが受信されない限り、制御器目標値として出力されることが好ましい。
（形態４）形態１又は２の方法において、
格納された将来目標値の各々には１つのタイムスタンプ（Zeitstempel）が割り当てられており、
データパケットの受信後に更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後、前記格納された将来目標値が、データ出力部によって、順次、前記タイムスタンプに対応する時点においてそれぞれ、更なるデータパケットが受信されない限り、次の制御器目標値として出力されることが好ましい。
（形態５）形態４に記載の方法において、
前記タイムスタンプは夫々異なる時点に対応し、
これらのタイムスタンプに対応する時点の時間間隔はそれらの時間的順序に応じて増大することが好ましい。
（形態６）形態１又は２の方法において、
前記格納された将来目標値には１つのシーケンス（Reihenfolge）が割り当てられており、
データパケットの受信後に更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後に並びに該予規定期間の各々の新たな経過後、更なる予規定期間の各々の経過後又は時間的に増大する期間の各々の経過後に、前記目標値の夫々１つが、更なるデータパケットが受信されない限り、そのシーケンスに応じて出力されることが好ましい。
（形態７）形態１〜６の何れかの方法において、
すべての格納された将来目標値が、順次、制御器目標値として出力された場合、予規定基準値が制御器目標値として出力されることが好ましい。
（形態８）形態１〜７の何れかの方法において、
予規定期間及び／又は更なる予規定期間は最大で１分間、最大で２分間又は最大で５分間に相当し及び／又は少なくとも１０の、少なくとも２０の又は少なくとも５０の将来目標値が１つのデータパケットによって受信されることが好ましい。
（形態９）上記第２の視点参照。
（形態１０）形態９の装置において、
前記制御ユニットは、記憶装置に格納された将来目標値を、更なるデータパケットのその都度の受信後に、該更なるデータパケットの将来目標値によって上書きするよう構成されていることが好ましい。
（形態１１）形態９又は１０の装置において、
格納された将来目標値の各々には１つのタイムスタンプが割り当てられ又は各目標値には１つの目標値有効期間が割り当てられており、
前記制御ユニットは、目標値をある期間にそのタイムスタンプ又はその目標値有効期間に応じてデータ出力部において制御器目標値として出力するよう構成されていることが好ましい。
（形態１２）形態１１の装置において、
前記タイムスタンプは夫々異なる時点に対応し、
これらのタイムスタンプに対応する時点の時間間隔はそれらの時間的順序に応じて増大することが好ましい。
（形態１３）形態１１又は１２の装置において、
前記格納された将来目標値には１つのシーケンス（Reihenfolge）が割り当てられており、
前記制御ユニットは、データパケットの受信後に更なるデータパケットが受信されない予規定期間の経過後に並びに該予規定期間の各々の新たな経過後、更なる予規定期間の各々の経過後又は時間的に増大する期間の各々の経過後に、前記目標値の夫々１つを、更なるデータパケットが受信されない限り、そのシーケンスに応じて出力するよう構成されていることが好ましい。
（形態１４）形態９〜１３の何れかの装置において、
該装置は、エネルギ発生装置の、とりわけウインドパークの制御器の領域に又はクラスタ制御器の領域に配されていることが好ましい。
（形態１５）形態９〜１４の何れかの装置と、エネルギ発生装置の制御器、ウインドパーク制御器及び／又はクラスタ制御器とを有するシステムであって、
該装置は、該エネルギ発生装置の制御器、該ウインドパーク制御器及び／又は該クラスタ制御器に組み込まれていることが好ましい。
（形態１６）形態１５のシステムにおいて、
該システムは、付加的に、現在目標値及び将来目標値を決定するよう、夫々１つの現在目標値と複数の将来目標値とを含むデータパケットを生成するよう、及び、データ接続手段を介してエネルギ発生装置の制御器、とりわけウインドパーク制御器及び／又はクラスタ制御器へ伝送するするよう構成されたコントロールセンタを含むことが好ましい。
更なる実施形態は図面において詳細に説明される実施例に基づき明らかとなる。
なお、特許請求の範囲に付記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ていない。

風力発電装置の一例。 ウインドパーク制御器を介してコントロールセンタに接続されているウインドパークの一例。 クラスタ制御器及びウインドパーク制御器を介してコントロールセンタに接続されているウインドパークの一例。 本発明の装置の一実施例。 本方法の一実施例のシーケンス。

図１は、本発明に応じたエネルギ発生装置２００、即ち風力発電装置１００の一例の模式図である。風力発電装置１００は、タワー１０２と、タワー１０２上のナセル１０４とを有する。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０とを有する空気力学的ロータ１０６が配されている。空気力学的ロータ１０６は、風力発電装置の運転時、風によって回転し、かくして、空気力学的ロータ１０６に直接又は間接的に連結されている発電機のロータないし回転子も回転する。発電機は、ナセル１０４内に配設されており、電気エネルギを生成する。ロータブレード１０８のピッチ角は、夫々のロータブレード１０８の翼根部１０８ｂにあるピッチングモータによって変化されることができる。

図２は、例えば３つの風力発電装置１００（これらは同じものでも異なるものでもよい）を有するウインドパーク１１２の一例を示す。３つの風力発電装置１００は、従って、ウインドパーク１１２の原理的に任意の数の風力発電装置１００を代表している。これらの風力発電装置１００は、その出力、即ちとりわけ生成電流を電気的パークネット１１４を介して提供する。この場合、個々の風力発電装置１００のその都度生成される電流ないし出力は加え合わされる。大抵は、ウインドパーク１１２の電圧を昇圧したのち、一般的にＰＣＣとも称される給電点１１８において給電ネット１２０に給電する変圧器１１６が設けられている。図２は、ウインドパーク１１２を単純化して記載したものに過ぎず、例えば個別風力発電装置１００の各々の制御器は図示されていないが、勿論、制御器は存在し得る。更に、例えば、パークネット１１４は、異なるように構成されることも可能であり、例えば、変圧器１１６は風力発電装置１００の各々の出力部に存在することも可能である（尤も、これは単なる他の一実施例として列挙したに過ぎない）。

図２は、更に、ウインドパーク制御器、ＳＣＡＤＡコンピュータ又はＳＣＡＤＡ計算機とも称される制御器１０の一例を示す。この制御器１０はバスシステム１２を介して個別風力発電装置１００の各々に接続されている。図２は、更に、ネット運用者のコントロールセンタ１４の一例を示す。コントロールセンタ１４と制御器１０はコネクション（ないし接続系統：Verbindung）１６を介して互いに接続されている。コネクション１６は例えばＴＣＰ／ＩＰコネクションに相当する。

図２では、コントロールセンタ１４には、例示的に、ただ１つのウインドパーク１１２のみが接続されている。実際には、コントロールセンタ１４には、夫々複数の風力発電装置１００及び／又はエネルギ発生装置２００を有する複数のウインドパーク１１２が接続されているが、図２には、より見易くするために記載されていない。図２には、更に、３つの風力発電装置１００が記載されているが、これらは１つの制御器１０に接続されており、そのため、この一群の風力発電装置１００は類似的に１つのエネルギ発生装置２００とみなされることができる。ウインドパーク１１２に加えて、それぞれ専用の制御器１０（これらもコネクション１６を介してコントロールセンタ１４に接続されている）を有する（複数の）個別風力発電装置１００も考えられる。コンピュータ１０とコントロールセンタ１４の間のコネクション１６は比較的極めて短く図示されているが、実際には、数１０キロメートル、それどころか数１００キロメートルの長さに及ぶこともあり得る。

更に、コネクション１６は、制御器１０とコントロールセンタ１４の間の直接的なコネクションとして図示されているが、勿論、情報伝送（通信）ないしデータ伝送（通信）の分野の多数の更なる電子部品が現実の伝送ラインに中間接続されている。コネクション１６はラインとして図示されているが、この記載も例示であり、コネクション１６は無線リンク（回線）も含み得る。

コントロールセンタ１４とウインドパークの制御器１０の間のコネクション１６は、目標値、例えば出力目標値をコントロールセンタ１４からウインドパーク制御器１０へ伝送するために利用される。制御器１０は、この場合、この目標値に基づいて、例えば風力発電装置１００からネット１１４へ供給される電気エネルギの量（値）を制御する。

実質的に図２に相当する図３には、付加的に、コネクション２０を介してコントロールセンタ１４に接続されているクラスタ制御器１８の一例が記載されている。また、コネクション１６を介して、クラスタ制御器１８はウインドパーク制御器１０に接続されている。クラスタ制御器１８には、更に、更なるウインドパーク１１２ないし更なるエネルギ発生装置２００の更なるウインドパーク制御器２２が接続されている。ここで、図２に関して既に述べた目標値は、例えば出力制御のために、給電ネット運用者又は送電ネット運用者のコントロールセンタ１４からクラスタ制御器１８へ伝送される。そして、クラスタ制御器１８は、この目標値をウインドパーク制御器１０、２２のためにそれぞれ適合化して当該制御器１０、２２へ伝送して、複数のウインドパーク１１２に又は更なるエネルギ発生装置２００にも（夫々の）目標値を提供する。クラスタ制御器１８は、例えば、給電ネット１２０又は送電ネットの部分ネット（これはクラスタとも称される）にエネルギを供給するすべてのエネルギ発生装置２００の制御のために使用される。コントロールセンタ１４には、この実施例では例えば１つのクラスタ制御器１８が接続されているが、他の実施例に応じ、複数のクラスタ制御器１８がコントロールセンタ１４に接続されることができる。

図４は、例えば、上記の実施形態の何れかに応じた、更には更なる実施形態に応じたクラスタ制御器１８に応じてもいる、ウインドパーク制御器１０の又は他のエネルギ発生装置２００の構成要素であるような、本発明に応じた装置の一実施例を示す。

装置３０はデータ入力部３２とデータ出力部３４とを有する。更に、記憶装置３６が設けられている。データ入力部３２は、現在目標値及び将来目標値を有するデータパケット３３を受信する機能を有する。データ入力部３２を介して受信されるデータパケット３３は、抽出ユニットとも称され得る分割ユニット３８に供給される。分割ユニット３８において、データパケット３３は複数の将来目標値４０と１つの現在目標値４８とに分割（分離）される、即ち、１つの現在目標値４８と複数の将来目標値４０とがデータパケット３３から抽出される。そして、現在目標値４８は記憶装置３６に供給され、そこに格納される、即ち記憶される。

記憶装置３６は、格別に好ましい一実施形態に応じ、将来目標値（複数）４０をテーブルに従って記憶するが、この際、各行は１つの将来目標値４０に割り当てられる。従って、この例では、記憶装置３６は一種のテーブルとして記述される。記憶装置３６の左側の列４２には、１つの行の夫々の目標値４０のオーダー（順位：Rangfolge）が格納される。その隣にある第２の列４４には、目標値自体が格納され、列４６には、その目標値のためのタイムスタンプ（Zeitstempel）又は目標値有効期間（Sollwertgueltigkeitsdauer）が格納される。

分割ユニット３８によってデータパケット３３から抽出された現在目標値４８は決定器５０に直接与えられる。決定器５０は、データ出力部３４に接続されており、何れの制御器目標値が出力部３４において出力されるかを決定する。このために、決定器５０は、制御器５２に依存して制御される。

このために、制御器５２は、ある期間を測定し、この期間と、予規定期間、例えば目標値有効期間とを比較する。詳しくは、制御器５２において、データ入力部３２におけるデータパケット３３の入力からの期間が測定される。予規定期間内に、データ入力部３２において更なるデータパケット３３が受信されると、制御器５２による決定器５０の制御によって、決定器５０は、該更なるデータパケット３３の現在目標値４８を決定器５０を介してデータ出力部３４において出力するよう指令される。予規定期間の経過後に更なるデータパケット３３がデータ入力部３２において受信されなければ、制御器５２による制御によって、決定器５０を介して、第１の将来目標値４０が記憶装置３６から読み出され、出力部３４において風力発電装置１００又はウインドパーク１１２の制御のための制御器目標値５４として出力される。装置３０がウインドパーク制御器１０の構成要素である場合、例えば、制御器目標値５４は、個別風力発電装置（複数）１００のための更なる制御器目標値（複数）に分割（分離）される。

制御器５２、分割ユニット３８、記憶装置３６及び決定器５０は、この例では、より見易くするために及び理解の容易化のために、独立のコンポーネントとして記載されている。これらは、不図示の更なる一実施例に応じ、１つのマイクロコントローラの単一のプロセッサ又は１つのマイクロコントローラそれ自体によって実現することも可能である。

図５には、本方法の一実施例の工程の流れが記載されている。ステップ６０において、データパケット３３が受信され、ステップ６２において、データパケット３３から抽出された将来目標値４０が記憶装置３６に記憶される。ステップ６４において、同様にデータパケット３３から抽出された現在目標値４８がデータ出力部３４において出力される。ステップ６５において、予規定期間内に、新たなデータパケット３３が受信されたか否かがチェックされる。

新たなデータパケット３３が予規定期間内に受信されたケースＡでは、本方法は、あるループによって、再びステップ６２から開始する。新たなデータパケット３３が予規定期間内に受信されなかったケースＢでは、ステップ６６において、（１つの）将来目標値４０が記憶装置３６から読み出され、ステップ６８において、この目標値４０が出力部３４において出力される。そして、ステップ６９において、記憶装置から読み出された目標値が最後に記憶された（最新の）将来目標値４０であるか否かがチェックされる。この出力された将来目標値４０の他には、更なる目標値は記憶されていないケースＣでは、ステップ７２において、更なるデータパケット３３が受信されるまで、基準値が出力される。更なる将来目標値４０が記憶装置３６に格納されているケースＤでは、予規定期間内に新たなデータパケット３３が受信されなかった場合、これについてはステップ６５において新たにチェックされるが、ステップ６６において、次の将来目標値４０が記憶装置３６から読み出され、ステップ６８において、出力される。

かくして、本方法及び本装置３０によって、たとえコントロールセンタ１４、クラスタ制御器１８、エネルギ発生装置２００の制御器及び／又はウインドパーク制御器１０の間のデータコネクション１６、２０に障害が発生している場合であっても、常に、適合化された新たな制御器目標値５４が出力される。

Claims (16)

1. 少なくとも１つのエネルギ発生装置（２００）、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置（１００）又は少なくとも１つのウインドパーク（１１２）又は少なくとも１つのクラスタ制御器（１８）のための制御器目標値（５４）を出力する方法であって、以下のステップ：
   ・１つの現在目標値（４８）と複数の将来目標値（４０）とを含むデータパケット（３３）をデータ入力部（３２）によって受信（６０）すること、
   ・受信したデータパケット（３３）の将来目標値（４０）を記憶装置（３６）に格納（６２）すること、
   ・前記データパケット（３３）の現在目標値（４８）を、データ出力部（３４）によって、エネルギ発生装置（２００）、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置（１００）又は少なくとも１つのウインドパーク（１１２）又はクラスタ制御器（１８）のための制御器目標値（５４）として出力（６４）すること、
   を含み、
   ・前記データパケット（３３）の受信（６０）後に更なるデータパケット（３３）が受信されない予規定期間の経過後、前記格納された将来目標値（４０）のうちの第１将来目標値がデータ出力部（３４）によって次の制御器目標値（５４）として出力される、
   方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   記憶装置（３６）に格納された将来目標値（４０）は、更なるデータパケット（３３）のその都度の受信後に、該更なるデータパケット（３３）の将来目標値（４０）によって上書きされる、
   方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、
   各目標値（４０、４８）には夫々１つの目標値有効期間が割り当てられており、
   制御器目標値として現在出力される現在目標値（４８）の目標値有効期間に相当する予規定期間であって、データパケット（３３）の受信（６０）後更なるデータパケット（３３）が受信されない予規定期間の経過後、前記格納された将来目標値（４０）が、データ出力部（３４）によって、夫々の目標値（４０、４８）の夫々の目標値有効期間に相当する期間中に、更なるデータパケット（３３）が受信されない限り、制御器目標値（５４）として出力される、
   方法。
4. 請求項１又は２に記載の方法において、
   格納された将来目標値（４０）の各々には１つのタイムスタンプ（Zeitstempel）が割り当てられており、
   データパケット（３３）の受信（６０）後に更なるデータパケット（３３）が受信されない予規定期間の経過後、前記格納された将来目標値（４０）が、データ出力部（３４）によって、順次、前記タイムスタンプに対応する時点においてそれぞれ、更なるデータパケット（３３）が受信されない限り、次の制御器目標値（５４）として出力される、
   方法。
5. 請求項４に記載の方法において、
   前記タイムスタンプは夫々異なる時点に対応し、
   これらのタイムスタンプに対応する時点の時間間隔はそれらの時間的順序に応じて増大する、
   方法。
6. 請求項１又は２に記載の方法において、
   前記格納された将来目標値（４０）には１つのシーケンス（Reihenfolge）が割り当てられており、
   データパケット（３３）の受信（６０）後に更なるデータパケット（３３）が受信されない予規定期間の経過後に並びに該予規定期間の各々の新たな経過後、更なる予規定期間の各々の経過後又は時間的に増大する期間の各々の経過後に、前記目標値（４０）の夫々１つが、更なるデータパケット（３３）が受信されない限り、そのシーケンスに応じて出力される、
   方法。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の方法において、
   すべての格納された将来目標値（４０）が、順次、制御器目標値（５４）として出力された場合、予規定基準値が制御器目標値（５４）として出力される、
   方法。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の方法において、
   予規定期間及び／又は更なる予規定期間は最大で１分間、最大で２分間又は最大で５分間に相当し及び／又は少なくとも１０の、少なくとも２０の又は少なくとも５０の将来目標値（４０）が１つのデータパケット（３３）によって受信される、
   方法。
9. とりわけ請求項１〜８の何れかに記載の方法を実行するために、少なくとも１つのエネルギ発生装置（２００）、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置（１００）又は少なくとも１つのウインドパーク（１１２）又は少なくとも１つのクラスタ制御器（１８）のための制御器目標値（５４）を出力する装置であって、
   ・１つの現在目標値（４８）と複数の将来目標値（４０）とを含むデータパケット（３３）を受信（６０）するデータ入力部（３２）、
   ・データパケット（３３）の将来目標値（４０）を格納する記憶装置（３６）、
   ・エネルギ発生装置（２００）、とりわけ少なくとも１つの風力発電装置（１００）又は少なくとも１つのウインドパーク（１１２）又はクラスタ制御器（１８）のための制御器目標値（５４）として、前記データパケット（３３）の現在目標値（４８）を出力（６４）するデータ出力部（３４）、
   ・前記データパケット（３３）の受信（６０）後に更なるデータパケット（３３）が受信されない予規定期間の経過後、第１の格納された将来目標値（４０）をデータ出力部（３４）によって次の制御器目標値（５４）として出力するよう構成された制御ユニット（５２）
   を含む、
   装置。
10. 請求項９に記載の装置において、
    前記制御ユニット（５２）は、記憶装置（３６）に格納された将来目標値（４０）を、更なるデータパケット（３３）のその都度の受信後に、該更なるデータパケット（３３）の将来目標値（４０）によって上書きするよう構成されている、
    装置。
11. 請求項９又は１０に記載の装置において、
    格納された将来目標値（４０）の各々には１つのタイムスタンプが割り当てられ又は各目標値（４０、４８）には１つの目標値有効期間が割り当てられており、
    前記制御ユニット（５２）は、目標値（４０、４８）をある期間にそのタイムスタンプ又はその目標値有効期間に応じてデータ出力部（３４）において制御器目標値（５４）として出力するよう構成されている、
    装置。
12. 請求項１１に記載の装置において、
    前記タイムスタンプは夫々異なる時点に対応し、
    これらのタイムスタンプに対応する時点の時間間隔はそれらの時間的順序に応じて増大する、
    装置。
13. 請求項１１又は１２に記載の装置において、
    前記格納された将来目標値（４０）には１つのシーケンス（Reihenfolge）が割り当てられており、
    前記制御ユニット（５２）は、データパケット（３３）の受信（６０）後に更なるデータパケット（３３）が受信されない予規定期間の経過後に並びに該予規定期間の各々の新たな経過後、更なる予規定期間の各々の経過後又は時間的に増大する期間の各々の経過後に、前記目標値（４０）の夫々１つを、更なるデータパケット（３３）が受信されない限り、そのシーケンスに応じて出力するよう構成されている、
    装置。
14. 請求項９〜１３の何れかに記載の装置において、
    該装置（３０）は、エネルギ発生装置（２００）の、とりわけウインドパーク（１１２）の制御器（１０）の領域に又はクラスタ制御器（１８）の領域に配されている、
    装置。
15. 請求項９〜１４の何れかに記載の装置（３０）と、エネルギ発生装置（２００）の制御器（１０）、ウインドパーク制御器（１０）及び／又はクラスタ制御器（１８）とを有するシステムであって、
    該装置（３０）は、該エネルギ発生装置（２００）の制御器（１０）、該ウインドパーク制御器（１０）及び／又は該クラスタ制御器（１８）に組み込まれている、
    システム。
16. 請求項１５に記載のシステムにおいて、
    該システムは、付加的に、現在目標値（４８）及び将来目標値（４０）を決定するよう、夫々１つの現在目標値（４８）と複数の将来目標値（４０）とを含むデータパケット（３３）を生成するよう、及び、データ接続手段（１６、２０）を介してエネルギ発生装置（２００）の制御器（１０）、とりわけウインドパーク制御器（１０）及び／又はクラスタ制御器（１８）へ伝送するするよう構成されたコントロールセンタ（１４）を含む、
    システム。

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