KR101800927B1 - 풍력 에너지 설비의 작동 방법 - Google Patents

풍력 에너지 설비의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력망(10)으로 전력을 공급하기 위한 방법을 포함하고, 이 경우 전력망으로 공급은 공급점에서 제 1 공급 장치(WP1, WP2)를 포함하는 적어도 하나의 풍력 에너지 설비(32)에 의해 이루어지고, 전력망(10) 내의 전기 변수에 의존해서 이루어지고, 전기 변수의 측정값 또는 전기 변수를 결정하기 위한 측정값은 측정 시점에 예정된 시간 간격으로 검출되고, 측정 시점들은 제 1 공급 장치 외부에서 이용 가능한 외부 시간 신호로 동기화된다.

Description

풍력 에너지 설비의 작동 방법{METHOD FOR OPERATING A WIND ENERGY INSTALLATION}
본 발명은 특히 하나의 이상의 풍력 에너지 설비를 이용해서 전력망으로 전력을 공급하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 풍력 에너지 설비, 풍력 발전소 및 다수의 풍력 발전소를 포함하는 풍력 발전 단지에 관한 것이다.
특히 풍력 에너지 설비를 이용해서 전력망으로 전력을 공급하기 위한 방법들은 일반적으로 공개되어 있다. 대개 공급을 위한 이러한 방법은 가용 에너지 - 또는 순시 소비를 고려한 전력의 순수 공급 외에도 회로망 안정화 과제도 수행할 수 있고 수행해야 한다. 간단히 말해서, 하기에서 간단히 회로망이라고 하는 공급될 회로망 내의 전압에 의존해서, 다소의 전력을 공급하고 및/또는 몇몇 예에서만 언급되는 다소의 무효 전력을 공급하는 것이 제공될 수 있다. 주전압, 즉 회로망 내 전압의 진폭, 특히 상기 전압의 유효값이 중요한 변수일 수 있고, 따라서 상기 변수에 의존해서 회로망 안정화 조치가 실행될 수 있다.
예를 들어 국제 출원 WO 02/086315 A1호에 주전압 의존적인 위상각 조절 및 무효 전력의 전압 의존적인 공급이 공개되어 있다. 공개 공보 DE 19 756 777 A1호에 따른 독일 특허 출원에 주전압에 의존해서 공급되는 전력을 변경하는 주전압 의존적인 전력 조절이 공개되어 있다.
풍력 에너지 설비 또는 다수의 풍력 에너지 설비를 포함하는 풍력 발전소와 같은 분산적 공급 장치가 널리 보급됨으로써 다수의 설비들은 동일한 규정에 따라 회로망 지원을 서로 독립적으로 실행하고자 하는 문제가 발생한다. 이로 인해, 하나의 설비는 의도한 지원 효과를 다른 설비에 의해 보상하려는 효과가 야기될 수 있다. 특히, 회로망 내의 변수, 특히 주전압에 약간의 변동이 발생하는 경우에, 즉, 특히 주전압의 진폭이 약간 변동하고, 의도치 않게 예시적으로 언급한 상기 설비들 중 하나의 설비는 더 낮은 전압 변동값을 검출하고, 다른 설비는 더 높은 전압 변동값을 검출하는 경우에, 특히 문제가 된다. 이러한 경우에 더 낮은 값을 검출하는 성향의 설비는, 전압 상승 조치를 취하려고 하는 한편, 더 높은 값을 검출하는 성향의 설비는 전압 강하 조치를 취하려고 한다. 이로 인해 설비들은 서로 반대로 작동할 수 있다. 적어도, 회로망 지원은 하나의 설비에 의해서만 실시되고, 다른 설비는 전혀 또는 거의 지원하지 않는 상황이 발생할 수 있다.
하나의 발전소를 이용하는 경우에 이러한 문제점은, 풍력 에너지 설비들이 중앙에서 제어되고, 따라서 풍력 에너지 설비들이 중앙 제어 유닛에 의해 사전 설정된 하나의 백분율의 설정값을 갖고, 상기 제어 유닛은 상응하게 회로망 내의 하나의 전압 측정만을 실시함으로써 해결될 수 있다. 어떠한 경우든 이러한 풍력 발전소의 설비들은 이로 인해 서로 반대로 작동할 수 없다. 중앙 발전소 제어는 예를 들어 유럽 특허 출원 EP 2 113 980 A2호에 공개되어 있다.
공급하는 설비들이 서로 반대로 작동할 수 있거나 또는 적어도 회로망 지원의 바람직하지 않은 편중화가 발생한다는 전술한 문제점은 하나의 회로망으로 공급하는 서로 독립적인 다수의 풍력 발전소의 경우에도 마찬가지로 발생할 수 있다. 또한 다수의 상이한 풍력 발전소의 경우에 각각 다른 제조사들의 풍력 에너지 설비들이 포함되는 것이 문제가 된다. 이는 적어도 하나의 발전소 내의 다수의 풍력 에너지 설비들에서 전술한 바와 같이 목표값들의 적어도 하나의 조정 및 공통의 설정을 어렵게 한다.
일반적인 선행기술로서 문헌 US 2004/0010350 A1, WO 2011/073670 A2 및 WO 2009/068034 A1호가 참조된다.
본 발명의 과제는 전술한 적어도 하나의 문제점을 해결하는 것이다. 특히, 본 발명의 과제는 기본적으로 서로 독립적으로 작동하고, 동일한 회로망으로 공급하는 다수의 공급 유닛들이 각각 균일하게 회로망으로 공급하는 것을 가능하게 하고, 특히 균일하게 - 적어도 공급 유닛들의 크기 또는 공급 용량과 관련해서 - 회로망 지원 조치를 실시할 수 있는 것을 가능하게 하는 해결 방법을 제안하는 것이다. 또한 적어도 대안 해결 방법을 제안하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항에 따른 방법에 의해 해결된다. 본 발명에 따라 청구범위 제 1 항에 따른 방법이 제안된다. 상기 방법에 따라서 전력은 공급점에서 공급 장치를 포함하는 적어도 하나의 풍력 에너지 설비에 의해 전력망으로 공급된다. 하나의 풍력 에너지 설비, 다수의 풍력 에너지 설비 및/또는 하나의 풍력 발전소가 제공될 수 있고, 이 경우 공급은 변압기의 이용을 포함할 수 있다.
공급은 회로망 내의 전기 변수에 의존해서 이루어진다. 전기 변수의 측정값 또는 전기 변수의 결정을 위한 측정값은, 측정이 간접적으로 이루어지는 경우에 측정 시점에 예정된 시간 간격으로 검출된다. 측정 시점들은 제 1 공급 장치 외부에서 이용 가능한 외부 시간 신호와 동기화된다.
예정된 시간 간격은 예를 들어 초 간격 또는 분 간격으로 이루어질 수 있다. 이는, 주어진 상황에 따라 시점이 누락될 수도 있음을 배제하지 않는다.
전기 변수들은 규칙적으로 결정되고, 외부 시간 신호에 의해 동기화되고, 이러한 동기화는 절대 시점들을 사전 설정하는 것을 가능하게 한다.
예를 들어 측정값 기록은 매 분마다 이루어질 수 있다. 매 분의 이러한 시간 지정은 외부 동기화에 의해 공급 장치 외부에서도 규정되고 따라서 상기 해당 공급 장치와 관련되지 않은 다른 공급 장치에서도 이용되는 시간 지정이다. 외부 동기화는 이로써, 서로 무관하게 작동하는 공급 장치들이 실제로 규칙적으로 동일한 측정 시점에 회로망 내의 변수, 특히 주전압을 검출하는 것을 가능하게 한다. 주전압이 변동되는 경우에, 상기 동기화에 의해 서로 무관하게 작동하고 따라서 서로 무관하게 측정하는 공급 장치들이 동일한 회로망 상황을 측정할 수 있다. 선택된 측정 시점들에 따라 의도치 않게 전압 변동 시 이러한 변동하는 전압의 높은 값이 측정되는 경우에, 상기 모든 공급 장치들은 이러한 높은 값을 측정한다. 이러한 변동하는 전압의 낮은 전압값이 검출되는 경우에, 반대로 동일하게 적용된다. 공급 장치들은 이를 위해 서로 통신하지 않아도 된다. 상기 각각의 공급 장치들을 위해 하나의 외부 동기화 신호만을 이용할 수 있으면 된다.
이러한 시간 신호 또는 동기화 신호는 예컨대 GPS 또는 글로나스(Glonass) 또는 갈릴레오(Galileo)와 같은 위성 기반 위치 시스템의 시간 신호일 수 있다.
특히 GPS는 흔히 위치 결정에 대해서만 명성을 얻었지만, 이것은 시간 신호도 포함한다. GPS의 공식적인 표기는 "Navigation Satellite Timing and Ranging - Global Positioning System"이다. 이러한 GPS는 글로벌하게 이용 가능한 시간 신호이다. 따라서 이러한 GPS는 글로벌하게 이용 가능한 시간 신호를 제공한다. 따라서 절대적으로 1분 전체는 - 이 예에서 계속하면 - 예를 들어 원자 시계의 1분과 일치하는지 여부와 무관하게, 전세계적으로 동일하게 이용될 수 있다. 중요한 것은, 본 발명에 따른 방법에 의해 작동되는 모든 공급 장치들이 동일한 측정 시점을 규정하는 것이다. 이는 공급 장치의 외부에서 이용 가능한 이러한 외부 시간 신호, 예컨대 GPS의 이용에 의해 가능하다.
바람직하게 공급 장치는 풍력 에너지 설비로서 또는 다수의 풍력 에너지 설비를 포함하는 풍력 발전소로서 형성된다. 따라서 특히 서로 무관하게 회로망에 공급하는 풍력 에너지 설비들 또는 서로 무관하게 공급하는 풍력 발전소에 대해 상응하는 조정이 간단하고 효율적으로 제공될 수 있다. 이로 인해 회로망 지원 조치의 균일한 실행이 가능해지고, 독립적으로 공급하는 이러한 풍력 에너지 설비 또는 독립적으로 공급하는 풍력 발전소들은 상호 통신을 필요로 하지 않는다.
바람직하게 측정값들은 예정된 주기에 걸쳐 기록되고, 특히 평균 산출된다. 따라서 예를 들어 매 분마다 1초 또는 5초에 걸쳐 평균이 - 2개의 예만 들면 - 기록되고 평가될 수 있다. 이 경우 예를 들어 주기의 시작 시점으로 정해질 수 있는 절대 측정 시점이 정해짐으로써 동일한 시간 범위에 걸쳐 서로 무관하게 작동하는 공급 장치들에서 측정 기록 및 특히 평균값 형성이 이루어지고, 이로써 실질적으로 동일한 측정값 또는 평균값이 제공된다.
바람직하게 다수의 공급 장치들이 작동되고, 각각의 공급 장치들은 공급을 위해 각자의 공급점에서 작동된다. 이러한 모든 공급 장치들은 관련 측정 시점의 동기화를 위해 동일한 시간 신호를 이용한다. 따라서 이러한 모든 공급 장치들의 측정 시점들이 동기화되고, 따라서 상기 모든 공급 장치들은 각각 동일한, 즉 절대적인 기준에 따라 동일한 시점을 측정한다. 이 경우에도 어떤 전압 변동은 검출되지 않고, 그러한 경우에 측정 오류는 낮을 수 있지만, 이러한 측정 오류가 회로망 내의 시간적인 변동과 관련되고 또는 이러한 시간적인 변동에 의해 야기되는 한, 작동되는 상기 모든 공급 장치들에서 동일할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 적어도 하나의 공급 장치, 특히 관련된 모든 공급 장치들은 각각 하나의 시계, 특히 고정밀 시계를 포함하는 것이 제안된다. 측정 시점들은 시계에 의해 계산되고, 시계는 규칙적으로 외부 시간 신호에 의해 동기화된다. 이로 인해 다른 공급 장치들에 대해 상기 공급 장치의 측정 시점들의 등시성이 달성될 수 있고 또는 이러한 방법을 이용하는 모든 공급 장치들의 측정점들의 동기화가 달성된다. 시계, 즉 내부 시계를 이용함으로써, 공급을 위한 방법이 외부 시간 신호의 연속적인 가용성에 좌우되지 않을 수 있다. 오히려 방법은 내부 시계에 기초해서 실행될 수 있고, 외부 동기화 신호와의 시간 조정은 때에 따라서만 실시되면 된다. 얼마나 자주 이러한 동기화가 실시되어야 하는지는, 특히 내부 시계의 동기화 품질에 좌우된다.
바람직하게 전기 변수(들)로서 주전압이 검출된다. 또한 바람직하게, 검출된 전기 변수에 의존해서, 특히 검출된 주전압에 의존해서 회로망의 지원 조치가 실행되고, 특히 검출된 주전압에 의존해서 무효 전력 및 추가로 또는 대안으로서 유효 전력이 공급된다. 이로써 회로망 지원은 다수의 공급 장치들, 특히 다수의 풍력 에너지 설비와 다수의 풍력 발전소의 무효- 및/또는 유효 전력 공급에 의해 균일하게 실행될 수 있다. 이로 인해 공급 장치들 중 하나의 공급 장치의 이러한 회로망 지원에 의한 불균일한 과부하가 방지된다.
바람직하게 동기화를 위한 외부 시간 신호의 검출 및/또는 동기화의 실행은 스카다(scada) 시스템에 의해 실시될 수 있다. 기본적으로 공지된 상기 시스템은 예를 들어 발전소 제어를 위한 내부 시계도 포함할 수 있다. 스카다 시스템은 실시예에 따라 풍력 발전소를 위한 또는 풍력 발전소의 부분 기능을 위한 중앙 제어부로서 제공될 수도 있다.
또한, 바람으로 회전 운동을 형성하기 위한 공기 역학 로터, 회전 운동으로부터 전력을 형성하기 위한 전기 제너레이터 및 전력망으로 전력 또는 전력의 일부를 공급하기 위한 공급 수단, 특히 전류 인버터를 포함하는 풍력 에너지 설비가 제안된다. 따라서 회로망에 공급을 위해 준비된 풍력 에너지 설비에 전술한 실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따른 방법을 제공하는 것이 제안된다. 특히 상기 풍력 에너지 설비는 관련 실시예에서 전제되거나 언급되는 상응하는 기술적 수단을 포함한다. 특히 상기 풍력 에너지 설비는 프로세스 제어부를 포함하는 제어 수단을 구비하고, 상기 프로세스 제어부는 전술한 방법들 중 하나의 방법을 실시한다. 바람직하게 풍력 에너지 설비, 특히 상기 설비의 제어장치는 내부 시계를 포함하고, 상기 시계는 외부에서 이용 가능한 신호에 의해 동기화될 수 있다.
또한, 전술한 실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따른 방법에 의해 제어되는, 특히 상기 방법이 실행되는 다수의 풍력 에너지 설비를 포함하는 풍력 발전소가 제안된다. 이러한 풍력 발전소는 상기 방법이 적용되는 상응하는 풍력 에너지 설비를 포함할 수 있고 또는 풍력 발전소는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 중앙 제어 유닛을 포함할 수 있다. 절대 시점에 동기화 및 상응하게 실행된 측정은 풍력 발전소를 위해 중앙 집중식으로 이루어질 수 있다. 이와 관련해서 다수의 풍력 발전소의 측정들이 차례로 조정될 수 있고, 따라서 동기화된 측정 시점들이 이용되고, 이때 풍력 발전소들의 상호 통신은 불필요하다.
따라서 다수의 풍력 발전소를 포함하는 풍력 발전 단지가 제안되고, 이 경우 각각의 풍력 발전소는 본 발명에 따른 방법에 의해 제어된다.
하기에서 본 발명은 실시예를 참고로 첨부된 도면과 관련해서 예시적으로 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 이용하는 풍력 에너지 설비를 도시한 도면.
도 2는 2개의 풍력 발전소의 동기화를 위한 본 발명에 따른 컨셉을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 스카다 시스템을 이용해서 동기화가 이루어지는 회로망에 연결된 풍력 발전소를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 전압 변동 시 전압 측정의 기본적인 문제들을 도시한 도면.
도 5는 회로망 지원의 예로서 전압 의존적인 무효 전력 공급을 도시한 다이어그램.
도 1은 타워(102)와 나셀(104)를 포함하는 풍력 에너지 설비(100)를 도시한다. 나셀(104)에 로터 블레이드(108)와 스피너(110)를 가진 로터(106)가 배치된다. 로터(106)는 바람에 의해 작동 시 회전 운동하고, 이로 인해 나셀(104) 내의 제너레이터를 구동한다.
도 2는 회로망(10)을 개략적으로 도시하고, 상기 회로망의 라인 특성이 구체적으로 라인 인덕턴스(12), 라인 저항(14) 및 라인 커패시턴스(16)에 의해 도시된다. 따라서 실제로 보면 상기 라인 인덕턴스(12), 라인 저항(14) 및 라인 커패시턴스(16)의 양측에 U1과 U2로 표시된 회로망 내 상이한 전압들이 제공된다.
해당 위치에서 도시된 바와 같이 제 1 풍력 발전소(WP1)와 제 2 풍력 발전소(WP2)가 전력을 공급한다. 상기 2개의 풍력 발전소(WP1, WP2)는 회로망(10)에 무효 전력을 공급할 수 있고, 이는 Q-조절기라고도 할 수 있는 무효 전력 조절기(18)에 의해 도시된다.
따라서 2개의 풍력 발전소(WP1, WP2)는 전압 픽업 수단(20)을 포함하고, 상기 전압 픽업 수단은 측정된 전압값(U)을 적절하게 무효 전력 조절기(18)에 전달하고, 이로써 상기 무효 전력 조절기는 전압에 따라 무효 전력을 회로망(10)으로 공급할 수 있다.
무효 전력 공급의 가능한 방법이 도 5에 도시된다. 상기 도면에 전압(U1, 또는 U2)에 따른 무효 전력(Q)이 기재된다. 상기 도면에 무효 전력(Q)과 전압(U1, 또는 U2) 사이의 선형 관계가 간단히 도시되고, 상기 전압은 전압의 특정 값부터 한계값을 갖는다. 이 경우, 제 1 근사치에서 도 2와 관련될 수 있는 전압들(U1, 또는 U2)은 거의 동일한 크기인 것이 전제된다. 주의해야 할 사실은, 이 경우 전압의 유효값과 관련해서 전압 레벨이 중요하다는 것이다. 다른 변수들에 기초할 수도 있지만, 이는 일반적인 것은 아니다.
도 2에는 글로벌 시간 신호(22)에 의해 2개의 풍력 발전소(WP1, WP2)가 동기화되는 것이 도시된다. 이러한 외부 시간 신호(22)는 이 경우 GPS에 의해 형성되고, 상기 GPS는 Pos로 도시된 위치 옆에 T로 도시된 시간 신호도 형성한다. 타이머(24)가 도시되고, 상기 타이머는 예를 들어 분 간격으로 동기화를 가능하게 한다. 동기화 정보는 타이머(24)에 의해 2개의 풍력 에너지 설비-발전소(WP1, WP2)에 전달된다.
도 3의 풍력 발전소(30)는 설명을 위해 3개의 풍력 발전 설비(32)를 포함한다. 풍력 발전소(30) 및 개별 풍력 발전 설비들(32)은 WP-제어기라고도 할 수 있는 풍력 발전소 제어기(34)에 의해 제어된다. 이 경우 풍력 발전소 또는 각각의 개별 설비들은 회로망에서 검출된 전압(U)과 무효 전력(Q)의 설정값을 포함한다.
이와 관련해서, 풍력 발전소 제어기(34)는 스카다 시스템(36)으로부터 데이터를 수신하고, 상기 시스템은 위성 지원 시스템(38)으로부터 특히 동기화를 위한 시간 데이터(40)를 수신한다. 이로써 풍력 발전소(30)는 절대 시간 신호로 동기화될 수 있고, 상응하게 다른 풍력 발전소에 대해 동일한 절대 측정 시간을 가질 수 있고, 도시된 변압기(42)를 통해 도 2의 회로망(10)과 다를 수 있는 회로망(10)으로 공급할 수 있다. 이와 관련해서 상응하는 회로망 지원도 예컨대 무효 전력 공급처럼 실행될 수 있다.
도 3은 스카다 시스템(36)에 연결될 수 있는 인터넷(44)을 도시한다. 기본적으로, 정확도 요구가 충족되는 경우에 인터넷에 의해 시간 동기화를 제공하는 것이 가능할 수도 있다.
도 4는 변동하는 전압 특성 곡선에서 상이한 측정 시점의 가능한 결과를 도시한다. 도 4에 시간(t)에 따른 주전압(U)이 기재된다. 숫자 1 내지 3은 상이한 풍력 발전소, 즉 제 1, 제 2 또는 제 3 풍력 발전소의 각각의 측정 시점들을 나타낼수 있다. 이는 서로 무관하게 공급하는 풍력 에너지 설비들과 관련될 수도 있다. 도 4는, 상이한 측정 시점에 상이한 전압 레벨이 존재하는 것을 설명한다. 이때 평균값 형성 시 문제가 발생할 수도 있다. 즉, 예를 들어 제 2 공급 장치에 할당된 2개의 측정 시점들의 범위가 빗금으로 도시된다. 빗금친 영역의 시간 주기는 예를 들어 400 ms일 수 있다. 이러한 평균값의 형성은 어떠한 영역에 걸쳐 측정되는지에 좌우될 수도 있다. 제안된 동기화로 인해 평균값 형성이 이루어지는 측정 또한 개선될 수 있다.
예를 들어 시간 동기화는 분 변동 시 실행될 수 있고, 또는 항상 분의 시작과 관련될 수 있다. 단지 예를 들자면, 측정 주기는 400 ms일 수 있다. 평균값 형성은 산술 평균으로 이용될 수 있다. 또한 예컨대 필터링 특성도 갖는 다른 방법이 고려된다.
기본 사상은, 국부적으로 서로 별도로 실행되는 다양한 측정에서 거의 동일한 측정값을 얻는 것이다. 하드웨어 기술적 차이/측정 오류가 관찰되지 않으면, 측정 방법은 결과를 위해 더할나위 없이 결정적이다. 3개의 시간 의존성, 측정 시점, 측정 주기, 샘플링 시간이 제공되고, 이들 중에 하나, 다수 또는 모두를 동기화하는 것이 제안된다.
기술적인 관점에서 실질적으로 측정 시점은 측정값 검출에 결정적인 역할을 한다. 비교적 정확한 타이머에 의해 짧은 주기에 측정 지속시간 및 샘플링 시간 동안의 오류는 일반적으로 무시할 수 있을 정도로 작을 수 있고, 이는 구체적인 콘스텔레이션(constellation)에 좌우될 수도 있다.
다양한, 국부적으로 서로 별도의 측정 시 측정 시점이 동기화되지 않으면, 상당한 편차가 나타날 수 있고, 이는 본 발명에 의해 검출되어 방지되어야 한다.
따라서 본 발명에 따라, 상이한 발전소들의 발전소 제어가 상호 영향을 미칠 수 있는 문제가 제거될 수 있거나 또는 적어도 감소될 수 있다. 발전소, 즉 풍력 발전소 내의 개별 설비들을 위해 이미 해결 방법이 제안되었고, 상기 방법은 풍력 에너지 설비들의 상호한 적절한 통신 또는 스카다와 같은 중앙 시스템과 통신을 이용하는 것이다.
이로써 서로 무관하게 공급하는 풍력 발전소들의 균일한 공급, 특히 회로망 지원이 가능해진다. 회로망 지원은 일반적으로 우선 무효 전력 조절에 의해 이루어지는 점이 고려된다. 이것으로 충분하지 않은 경우에, 추가로 유효 전력 조절이 이용될 수 있다.
풍력 발전소들 사이의 단일 측정을 개선하기 위한 조치는 다수의 샘플링 값들을 이용하거나 또는 경우에 따라서 더 높게 샘플링하고 및/또는 더 긴 측정 시간 범위를 이용하는 것이다. 예를 들어 50 ms 또는 400 ms마다 평균값이 형성될 수 있다. 예를 들어 GPS에 의한 동기화의 전술한 해결 방법은 마찬가지로 해결 방법을 제공한다. 두 경우에 상이한 공급 또는 공급 장치 사이, 특히 상이한 풍력 발전소 또는 풍력 발전 설비들 사이에 가능한 한 동일한 전제가 제공될 수 있다.
이 경우 GPS가 이용될 수 있고, GPS는 계층 서버를 포함하고, 상기 계층 서버는 상응하게 높은 정확도 등급을 갖고, 이로 인해 동기화가 바람직하게 실시된다. 특히 소위 홉프(Hopf) 장치가 사용된다.
상이한 공급 장치들, 특히 상이한 풍력 발전소들의 동일한 전제를 제공하기 위해, 동일한 동기화, 동일한 측정 시간 범위 및 동일한 측정 방법이 제공되는 것이 바람직하다.
경우에 따라서 측정 시간 범위는 예를 들어 400 ms에서 1.5 s로 증가할 수 있고, 이로써 개선이 이루어질 수 있다.
따라서 특히 시간 동기화가 제안된다. 이로 인해, 특히 상기 2개의 제어기의 안정성을 보장하기 위해, 독립적으로 경쟁하는 제어기들이 동기화될 수 있다.
예를 들어, 공급 노드라고 할 수도 있는 회로망 공급 접속점에서 다수의 이산적인 전압 조절이 실시되면, 상기 조절들은 가능한 동시에 이루어지지 않을 수 있다. 극단적인 경우에 조절기의 상호 진동이 야기될 수 있다. 이러한 문제의 원인은 개별 조절기의 측정값 평균 산출이다.
동일한 경계 조건에서, 즉 특히 시작 시간, 측정 지속 시간 및 샘플링 레이트에서 형성되는 입력 변수로서 평균값을 이용함으로써 모든 조절기에 거의 동일한 측정값이 제공될 수 있다. 동기화는 바람직하게 오직 시간에 걸쳐서만 이루어지고, 이로써 동기화는 해당 설비들의 직접적인 통신 없이 가능해진다.
따라서, 시간 신호에 의해 2개의 풍력 발전소의 동기화를 달성하는 목표가 추구하는 해결 방법이 제안된다. 이는 물론 다수의 풍력 발전소에도 적용될 수 있다. 그렇지 않은 경우 회로망 접속점의 전압의 평균 산출은 상이한 측정 시점들에 시작하여 이용된 측정 간격에 따라 상이한 기간에 지속될 수도 있다.
다양한 평균 산출에 의해 관련된 풍력 발전소들 사이에 진동이 발생할 수 있고, 이로 인해 하나의 풍력 발전소는 다른 발전소보다 더 심한 부하를 받으므로 불균일한 부하 분포가 나타날 수 있다. 이와 관련해서 BDEW(에너지수자원협회)-규정, 평균 전압 회로망에서 발전 설비의 기술 규정, 즉 평균 전압 회로망에 발전 설비들의 접속 및 병렬 작동에 관한 규정(2008년 6월 방행)이 참조되고, 상기 규정의 29/138 페이지에 전압의 평균 산출이 1 s 동안 이루어지는지 또는 1 m 동안 이루어지는지가 공개되어 있다. 따라서 규정의 준수에도 불구하고 다양한 측정 시간 범위 또는 측정 간격이 발생할 수 있다. 상응하게 균일한 측정 간격을 이용하는 것이 제안된다.
상기 방법은 다양한 제조사들의 풍력 발전소에서 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 공간적으로 분리된 측정 위치에서도 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전력망(10)으로 전력을 공급하기 위한 전력 공급 방법으로서,
    상기 공급은 상기 전력망(10)으로의 공급점에 제 1 공급 장치를 갖는 적어도 하나의 풍력 에너지 설비(32)에 의해 이루어지고,
    상기 적어도 하나의 풍력 에너지 설비(32)의 공급은 전력망(10) 내의 전기 변수들에 의존해서 이루어지고, 상기 전기 변수들의 측정값들 또는 상기 전기 변수들의 결정을 위한 측정값들은, 상기 제 1 공급 장치에 예정된 시간 간격들로 있는 측정 시점들에 검출되고,
    상기 측정 시점들은 상기 적어도 하나의 풍력 에너지 설비의 제 1 공급 장치 외부에서 이용 가능한 외부 시간 신호에 동기화되며,
    상기 외부 시간은 다른 공급 장치에서도 이용되고,
    상기 적어도 하나의 풍력 에너지 설비(32)의 공급은 전력망(10) 내의 전기 변수들에 의존해서 이루어지고, 상기 전력망(10)의 지원을 위한 조치는 검출된 상기 전기 변수들에 의존해서 실행되며, 상기 전기 변수들의 측정값들 또는 상기 전기 변수들의 결정을 위한 측정값들은, 상기 다른 공급 장치에 상기 예정된 시간 간격들로 있는 측정 시점들에 검출되고,
    적어도 상기 제 1 공급 장치와 상기 다른 공급 장치는 서로 독립적으로 작동하여, 서로 독립적으로 측정하고 동일한 전력망 상황을 측정하고,
    상기 측정값들은 상기 제 1 공급 장치 및 다른 공급 장치의 제 1 예정된 주기 및 다른 예정된 주기 각각에 걸쳐 평균을 내어 평균값으로 기록되고, 상기 제 1 예정된 주기와 상기 다른 예정된 주기는 동일한 시간 범위를 가져 동일한 측정값 또는 평균값을 수반하고,
    복수의 공급 장치들이 작동되고, 각각의 공급 장치는 상기 전력망으로의 공급을 위해 각자의 공급점에서 작동되고,
    상기 공급 장치들 각각은 각각의 측정 시점의 동기화를 위해 동일한 외부 시간 신호를 이용하여, 모든 공급 장치들의 측정 시점들이 동기화되고, 따라서 상기 모든 공급 장치들은 각각 동일한 시점에 상기 전기 변수들의 측정값들을 검출하는 것인 전력 공급 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 풍력 에너지 설비(32)는 복수의 풍력 에너지 설비(32)를 포함하는 풍력 발전소(WP1, WP2)로서 구성되는 것인 전력 공급 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 공급 장치들 각각은 동일한 동기화, 동일한 측정 시간 범위 및 동일한 측정 방법 중 적어도 하나를 이용하는 것인 전력 공급 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 시간 신호로서 위성 지원 위치 시스템의 시간 신호가 이용되는 것인 전력 공급 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 공급 장치, 또는 상기 공급 장치들 중 적어도 하나는 각각 시계를 포함하고, 상기 측정 시점들은 상기 시계에 의해 계산되고, 상기 시계는 규칙적으로 상기 외부 시간 신호에 의해 동기화되어 상기 공급 장치들의 측정 시점들의 등시성을 달성하는 것인 전력 공급 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 전기 변수로서 전력망 전압이 검출되고, 상기 전력망(10)의 지원을 위한 조치는 검출된 상기 전력망 전압에 의존해서 실행되는 것인 전력 공급 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 유효 전력 및 무효 전력 중 어느 하나 또는 양자 모두는 검출된 상기 전력망 전압에 의존해서 상기 전력망으로 공급되는 것인 전력 공급 방법.
  11. 바람으로 회전 운동을 형성하는 공기 역학 로터, 상기 회전 운동으로부터 전력을 형성하는 전기 제너레이터, 및 전력망(10)으로 전력 또는 상기 전력의 일부를 공급하기 위한 공급점에 있는 공급 장치를 포함하는 풍력 에너지 설비(32)로서, 풍력 에너지 설비(32)는 제 1 항, 제 2 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제어되는 것인 풍력 에너지 설비.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 공급 장치는 공급 수단, 인버터 및 변압기(42) 중 적어도 하나를 포함하는 것인 풍력 에너지 설비.
  13. 제 11 항에 따른 복수의 풍력 에너지 설비(32)를 포함하는 풍력 발전소(WP1, WP2).
  14. 복수의 풍력 에너지 설비(32)를 포함하고, 제 1 항, 제 2 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제어되는 풍력 발전소(WP1, WP2).
  15. 제 13 항에 따른 복수의 풍력 발전소(WP1, WP2)를 포함하는 풍력 발전 단지.
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