KR20160005771A - 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법 - Google Patents

전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160005771A
KR20160005771A KR1020157034888A KR20157034888A KR20160005771A KR 20160005771 A KR20160005771 A KR 20160005771A KR 1020157034888 A KR1020157034888 A KR 1020157034888A KR 20157034888 A KR20157034888 A KR 20157034888A KR 20160005771 A KR20160005771 A KR 20160005771A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
network
supply network
power supply
wind
Prior art date
Application number
KR1020157034888A
Other languages
English (en)
Inventor
카이 부스커
Original Assignee
보벤 프로퍼티즈 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 filed Critical 보벤 프로퍼티즈 게엠베하
Publication of KR20160005771A publication Critical patent/KR20160005771A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
    • H02J3/472—For selectively connecting the AC sources in a particular order, e.g. sequential, alternating or subsets of sources
    • H02J3/386—
    • 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
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • 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
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • F03D9/257—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor the wind motor being part of a wind farm
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • 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
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y02E10/723—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y02E10/763—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 제1 및 제2 풍력 단지(112)를 이용해서 전력 공급 네트워크(120) 내로 전력(PS)을 공급하기 위한 방법에 관한 것이다. 제1 단지 전력(PP1)은 제1 풍력 단지(112)에 의해 전력 공급 네트워크(120) 내로 공급을 위해 제공되고, 제2 풍력 단지 전력(PP2)은 제1 풍력 단지(112)에 의해 전력 공급 네트워크(120) 내로 공급을 위해 제공되고, 적어도 제1 및 제2 단지 전력(PP1, PP2)으로 총전력(PS)이 형성되어 전력 공급 네트워크(120) 내로 공급되고, 이 경우 중앙 제어 유닛(2)은 공급되는 총전력을 제어하기 위해 적어도 제1 및 제2 발전 단지 전력(PP1, PP2)의 제공을 제어한다.

Description

전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법{METHOD FOR FEEDING ELECTRICAL POWER INTO AN ELECTRIC SUPPLY NETWORK}
본 발명은 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 풍력 발전 단지 어셈블리에 관한 것이다.
풍력 발전 설비를 이용해서 전력을 생성하여 전력 공급 네트워크 내로 공급하는 것은 일반적으로 공개되어 있다. 해당하는 풍력 발전 설비는 도 1에 개략적으로 도시된다. 개별 설비 대신 상응하는 크기의 전력을 공급 네트워크 내로 공급할 수 있는 풍력 단지 내에 설치된 다수의 풍력 발전 설비들을 운영하는 것이 점점 증가하고 있다. 풍력 단지는 도 2에 개략적으로 도시되고, 특히 공통의 네트워크 접속점을 특징으로 하고, 상기 접속점을 통해 단지의 모든 풍력 발전 설비들이 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급한다.
이러한 풍력 단지는 전력 공급 네트워크 내로 더 많은 전력을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 전력 공급 네트워크의 안정화를 위한 상응하게 높은 조절 잠재력도 갖는다. 이와 관련해서 예를 들어 US 특허 US 7,633,893호는, 예를 들어 전력 공급 네트워크의 운영자가 공급 네트워크를 위한 다른 제어 가능성을 얻기 위해 공급할 단지 전력을 줄이기 위한 전력 프리세팅 값을 풍력 단지에 제공할 수 있는 것을 제안한다.
이러한 조절 조치는 풍력 단지의 크기에 따라 약할 수 있고, 또한 풍력 발전 설비들 및 풍력 단지들이 분산된 발생 유닛이라는 사실에 따라 적용이 어려울 수 있는데, 그 이유는 풍력 발전 설비 및 풍력 단지들은 관련 전력 공급 네트워크가 운영되는 지역에 걸쳐 넓게 분포되어 있기 때문이다.
또한 예를 들어 독일과 같은 대부분의 나라에서는 일반적인 대형 발전소, 특히 원자력 발전소를 풍력 발전 설비와 같은 재생 에너지 발생 장치로 대체하려고 노력하고 있다. 그러나 이 경우 대형 발전소의 정지 및 네트워크 해체에 의해 상기 발전소의 네트워크 안정화 효과를 잃게 되는 문제가 제기된다. 이로써 기존의 또는 새롭게 추가되는 에너지 발생 유닛들은 안정성의 이러한 변화를 적어도 고려할 필요가 있다.
본 발명의 과제는 전술한 문제들 중 적어도 하나의 문제를 해결하는 것이고, 특히 가능한 한 안정적인 전력 공급 네트워크를 제공할 수 있도록 하기 위해, 풍력 단지를 이용해서 전력 공급 네트워크의 지원을 더욱 높이고 또는 개선하는 해결 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제1항에 따른 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 따라 청구범위 제1항에 따른 방법이 제안된다. 따라서 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 적어도 2개의 풍력 단지를 기초로 한다. 이 경우 전술한 제1 및 제2 풍력 단지는 2개 이상의 풍력 단지를 대표한다. 본 발명의 교리는 제3 및 다른 풍력 단지에 상응하게 적용 가능하다. 제3 또는 각각의 다른 풍력 단지는 상응하게 제1 및 제2 풍력 단지에 관해 설명된 설비, 접속부, 제어 방법 및 거동을 갖는다.
따라서 적어도 하나의 제1 단지 전력은 제1 풍력 단지에 의해 제공되고, 적어도 하나의 제2 단지 전력은 제2 풍력 단지에 의해 제공되고, 2개의 단지 전력은 최종적으로 공급 네트워크 내로 공곱된다. 이러한 적어도 2개의 단지 전력으로부터 총전력, 즉 상기 2개의 단지 전력의 합이 형성되고, 2개 이상의 풍력 단지의 이용 시 상기 풍력 단지의 각각의 단지 전력은 상응하게 상기 총전력에 추가로 가산된다. 이러한 총전력은 전력 공급 네트워크 내로 공급된다.
또한 중앙 제어 유닛이 제안되고, 상기 제어 유닛은 공급되는 총전력을 제어하기 위해 제1 및 제2 풍력 단지 전력의 제공을 제어한다. 총전력이 다른 단지 전력, 즉 제3 및 경우에 따라서 또 다른 단지 전력으로 형성되는 경우에, 상응하게 상기 중앙 제어 유닛은 이러한 단지 전력도 제어하고, 이로써 전력 공급 네트워크 내로 공급되는 총전력을 제어할 수 있다.
따라서 매우 큰 전력, 즉 적어도 2개의 풍력 단지의 전력을 의미하는 전력의 중앙 제어가 제안된다. 이로 인해 조절 잠재력이 높아질 수 있는데, 그 이유는 기본적으로 전력 공급 네트워크의 관점에서 2개 이상의 더 작은 전력 대신 많은 전력이 네트워크 내로 공급되고 또한 요구되는 조건에 따라 제어될 수도 있기 때문이다.
제안된 방법은 이로써 풍력 발전 설비 및 풍력 단지에서 특징적인 분산형 제어를 감소시킨다. 풍력 단지가 이러한 방식으로 공통으로 제어될수록, 개별 단지 전력을 함께 총전력으로서 공급할수록, 그리고 이러한 공급이 중앙 제어 유닛에 의해 조정될수록, 그만큼 더 기존의 분산형 제어를 중앙 제어로 변환하는 것이 가능할 수 있다.
특히 각각의 개별 풍력 단지가 각자의 제어부를 갖고, 다수의 풍력 단지의 제어부들이 양호하지 않게 서로 매칭되고, 바람직하지 않은 경우에 서로 경쟁적으로 작동하는 것도 방지된다.
동일한 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하는 2개의 풍력 단지가 서로 경쟁적으로 작동하는 위험은, 2개의 풍력 단지가 전력 공급 네트워크의 지원을 위해 동일한 제어를 실시한 경우에 발생할 수도 있다. 예를 들어 작은 측정 정확성으로 인해 예를 든 2개의 풍력 단지의 상이한 지원 거동 또는 조절 거동이 야기될 수 있다. 또한 2개의 풍력 단지 사이의 최소 시간 오프셋도 문제가 될 수 있다. 이러한 최소의 차이에 의해서도, 제2 풍력 단지가 실행할 수 있기 전에, 제1 풍력 단지가 이미 제어 방식으로 네트워크에 관여하는 위험이 있을 수 있다.
예를 들어 이것은, 제1 풍력 단지의 상기와 같은 제어 작용, 특히 지원 작용이 이미 성공적으로 이루어져, 제2 풍력 단지는 직접 제어 작용을 하는 영역에 전혀 관여하지 않게 할 수 있다. 결과적으로 이러한 예에서 제2 풍력 단지의 제어 잠재력이 무효해진다. 매우 극단적인 상황에서는, 제2 풍력 단지가 제1 풍력 단지의 조절 실행을 다시 중단시키고, 2개의 풍력 단지가 실제로 서로 경쟁적으로 작동하는 것이 야기될 수 있다. 이러한 모든 것은 제안된 방법에 의해 방지된다.
바람직하게 이러한 각각의 풍력 단지는 관련 풍력 단지의 제어를 위해 단지 제어 유닛을 포함한다. 중앙 제어 유닛은 이러한 단지 제어 유닛들에 연결되고, 중앙 제어 유닛은 관련 풍력 단지의 관련 풍력 단지 제어 유닛을 이용해서 제1 및 제2 단지 전력 - 및 경우에 따라서 다른 풍력 단지 전력을 상응하게 - 의 제공을 제어한다. 특히 중앙 제어 유닛은 각각의 이러한 단지 제어 유닛에 적절한 제어 명령을 제공한다. 또한 관련 단지 제어 유닛들은 필요한 정보를 중앙 제어 유닛에 다시 제공할 수 있다. 이로 인해 실제단지 제어는 개별 단지 제어 유닛들에 의해 실행될 수 있고, 중앙 제어 유닛은 각각의 풍력 단지가 풍력 발전 설비를 이용해서 적절하게 구성한 프리세팅 값에 의해 관련 풍력 단지들의 상호 조정을 제어할 수 있다.
바람직하게 중앙 제어 유닛은 이를 위해 공급 네트워크의 상태 변수들을 검출하고, 상기 변수들은 상기 조정을 위해 필요하다. 그러나 중앙 제어 유닛은 풍력 단지의 주파수, 위상 및 전압 진폭과 같은 상태 변수도 함께 검출하고, 필요 시 이를 이용할 수 있다.
추가로 또는 대안으로서 중앙 제어 유닛은 공급된 총전력의 값을 검출한다. 이로써 중앙 제어 유닛은 간단히 조합된 풍력 단지라고도 하는, 그것에 의해 제어되는 풍력 단지에 의해 공급되는 총 전력을 제어할 수 있고, 이에 의존해서 경우에 따라서 적절한 제어를 실행할 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 중앙 제어 유닛은 외부 프리세팅 값을 검출할 수 있고, 특히 예를 들어 공급 네트워크의 운영자로부터 수신할 수 있는 것이 제안된다. 이로써 중앙 위치에서 프리세팅 값이 수신될 수 있고 고려될 수 있으므로, 이에 기초해서 조합된 풍력 단지들을 조정할 수 있다. 예를 들어 최대로 공급할 전력이 프리세팅될 수 있고, 공급된 총전력과 비교될 수 있다. 이러한 비교에 의존해서 중앙 제어부는 풍력 단지의 제어에 영향을 미칠 수 있고, 경우에 따라서 하나 이상의 풍력 단지에 적절한 제어 신호를 제공할 수 있고, 이로 인해 관련 단지 전력에 영향을 미칠 수 있다. 이로써 총전력이 영향을 받을 수 있고, 소정의 값으로 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 적어도 제1 및 제2 풍력 단지는 공급할 전력을 중간 네트워크에 제공을 위해 공급하는 것을 특징으로 하는 것이 제안되고, 이 경우
- 중간 네트워크는 각각 풍력 단지 내의 전압을 중간 네트워크 내의 더 높은 전압으로 승압하기 위한 변압기를 통해 관련 풍력 단지에 연결되고, 및/또는
- 중간 네트워크는 중간 네트워크 내의 전압을 전력 공급 네트워크 내의 더 높은 전압으로 승압하기 위한 변압기를 통해 공급 네트워크에 연결된다.
이로써 중간 네트워크가 제안되고, 기본적으로 중간 네트워크에서 단지 전력을 수집하여 여기에서도 총전력을 형성하기 위해, 상기 중간 네트워크는 2개의 풍력 단지 또는 상기 방법에 의해 제어되는 다른 풍력 단지들을 연결하고, 따라서 중간 네트워크로부터 전력 공급 네트워크로 전력이 공급될 수 있다. 단지 전압, 즉 관련 단지의 전압의 승압은 변압기 의해 각각의 단지마다 실행될 수 있다. 이로써 각각의 단지의 전압은, 중간 네트워크 내로 제공되기 전에 승압된다. 추가로 또는 대안으로서 중간 네트워크 내의 전압을 공급 네트워크 내의 전압으로 승압하기 위해 변압기가 제공된다. 또한 관련 단지 전압은 중간 네트워크 내의 더 높은 전압으로 승압되고 또한 중간 네트워크의 이러한 더 높은 전압도 공급 네트워크 내의 더 높은 전압으로 더욱 승압되는 것이 제공될 수도 있다. 바람직하게는 중간 네트워크는 요컨대 1 내지 50 kV의 평균 전압을 갖고, 전력 공급 네트워크는 요컨대 대략 110 kV의 전압값을 갖는 고전압을 갖는다.
바람직하게 중앙 제어 유닛은 공급 네트워크 내로 공급된 총전력을 중간 네트워크로부터 공급 네트워크 내로 공급되는 영역에서 또는 접속점에서 검출한다. 이는 바람직하게 중간 네트워크와 공급 네트워크 사이의 변압기의 영역에서 또는 거기에서 변압기 앞에서 구현된다.
본 발명의 다른 실시예는, 중앙 제어 유닛이 공급 네트워크 내의 적어도 하나의 상태 변수에 의존해서 전력 공급 네트워크 내로 전력 공급을 제어하고, 공급점에 대한 공급 네트워크의 네트워크 감도에 의존해서 공급을 제어하고, 추가로 또는 대안으로서 중앙 제어 유닛은 단락 전류비에 의존해서 전력 공급을 제어하는 것을 제안한다.
상태 변수로서 특히 네트워크 주파수(f), 네트워크 주파수의 변동(δf/δt) 및 네트워크 전압(U)이 고려된다. 특히 중앙 제어 유닛은 예를 들어 공급 네트워크의 운영자에 의해 프리세팅될 수 있는 프리세팅 값에 따라 공급 네트워크 내로 총전력의 공급을 제공한다. 또한 추가로, 공급의 제어는 상태 변수에 의존해서 고려될 수 있으므로, 전력 공급 네트워크 내의 과정들에 동적으로 대응할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 주파수(f)가 정격값보다 큰 임계값을 넘어 증가 시 공급되는 총전력을 줄이는 것이 고려될 수 있다. 따라서 공급 네트워크의 동적 안정화 또는 지원을 위한 이러한 동적 조절을 중앙에서, 즉 중앙 제어 유닛을 이용해서 고려하는 것이 제안된다. 실시는, 중앙 제어 유닛이 적절한 제어값 또는 제어 명령을 단지 제어 유닛에 전달하도록 이루어질 수 있다. 단지 제어 유닛은 이를 위해 환산된 값을 해당 단지 내의 개별 풍력 발전 설비에 전달할 수 있다.
결과적으로 이러한 2개의 풍력 단지는 하나의 유닛으로서 높은 제어 잠재력을 갖는, 즉 적어도 2개의 풍력 단지의 전력을 갖는 공급 네트워크에 함께 작용한다. 이렇게 관련된 개별 풍력 단지의 또는 풍력 단지 내의 개별 풍력 발전 설비들의 서로 경쟁적인 작동은 방지된다. 또한 이러한 방법은 전력 공급 네트워크의 운영자에게도 제어를 간단하게 하는데, 그 이유는 이를 위해 상기 하나의 중앙 제어 유닛에만 설정값 또는 다른 소정의 값을 전달하면 되기 때문이다. 이로써 이용 가능한 대형 송전선을 갖는 유닛에 대해서도 프리세팅이 실시된다.
전술한 단지 전력과 총전력은 기본적으로 유효 전력과 관련된다. 바람직하게는 그러나 대안으로서, 상기 전력, 즉 유효 전력에 대해 설명된 방법 특징들은 상응하게 무효 전력 제어에도 적용하는 것이 제안된다. 중앙 제어 유닛은 이 경우 개별 풍력 단지에 소정의 무효 전력 공급을 프리세팅할 수 있고, 이로써 소정의 총 무효 전력 공급, 즉 총 무효 전력의 공급이 이루어질 수 있다. 이러한 무효 전력 공급은 특히 공급 네트워크의 전압(U)에 따라서 고려된다. 실시예에 따라 또한, 네트워크 전압이 예를 들자면 정격 전압보다 낮은 임계값 아래로 강하하는 경우에, 제어 유닛이 네트워크 전압의 강하에 따라 무효 전력 공급의 증가를 실시하는 것이 제안된다.
중앙 제어 유닛을 이용한 이러한 무효 전력 제어의 경우에도 큰 제어 잠재력이 주어지는데, 그 이유는 중앙 제어 유닛은 조합된 모든 풍력 단지, 즉 예를 든 적어도 2개의 풍력 단지의 제어 잠재력을 함께 이용할 수 있기 때문이다. 예를 든 네트워크 전압과 같은 네트워크 상태가 그 정격값을 갖거나 적어도 허용 범위 내에서만 상기 정격값과 차이가 있는 경우에, 이러한 무효 전력 제어는 무효 전력이 공급되지 않게 하는 것을 고려할 수 있다.
네트워크 지원을 개선하기 위한 다른 변수는 네트워크 감도의 고려이다. 이러한 네트워크 감도는 특히 총전력의 공급점에 대해서 공급 네트워크의 순시 성능 또는 안정성에 관한 정보를 제공할 수 있다. 네트워크 감도는 이 경우 이러한 전력 제어에 직접 관여할 수 있고, 바람직하게는 조절 알고리즘이 네트워크 감도에 따라 선택, 설정 및/또는 변경되는 것이 제안되고, 조절 알고리즘 자체가 다른 영향 변수를 포함할 수 있다. 특히 이로 인해 네트워크 제어의 품질 및 동역학이 간단히 네트워크라고도 하는 공급 네트워크의 실제요구에 맞게 조정될 수 있다.
이 경우 네트워크 감도란, 특히 공통의 네트워크 접속점에 대한, 즉 네트워크에 작용하는 변수의 변동에 대한 네트워크의 반응을 의미한다. 네트워크 감도는 네트워크 영향 변수의 차이에 관련한 네트워크 반응의 차이로서 규정될 수 있다. 특히 이 경우에 공급된 유효 전력과 네트워크 전압의 레벨과 관련한 규정이 고려된다. 간단히 예를 들어 네트워크 감도(NS)에 대해 하기식이 규정될 수 있다:
Figure pct00001
이 경우 ΔP는 공급된 유효 전력, 즉 공급된 총 전력의 변동이고, ΔU는 네트워크 전압 U의 결과되는 변동이다. 이러한 편차는 매우 짧은 시간 범위에 걸쳐, 특히 1초 또는 그보다 작은 범위 내에 형성되고, 바람직하게는 상기의 구체적인 식 대신에 전력의 편차와 관련해서 전압의 편차에 의해 공급된 단지 전력 P에 따른 네트워크 전압 U의 편도함수, 즉 특히 상기 전압의 유효값이 상응하게 형성될 수 있다. 네트워크 반응으로서 네트워크 주파수 f의 변동도 고려된다. 네트워크 감도는 또한 하기식에 의해 고려될 수 있다:
Figure pct00002
바람직하게는 또한 단락 전류비를 고려하고, 상기 단락 전류비에 따라 중앙 제어 유닛을 이용해서 공급을 제어하는 것이 제안된다. 이 경우에도 특히 제어 알고리즘은 단락 전류비에 따라 선택, 설정 및/또는 변경되는 것이 제안된다.
SCR(Short Circuit Ratio)이라고도 하는 단락 전류비는 접속 전력 대 단락 전력의 비이다. 이 경우 단락 전력이란, 풍력 발전 설비, 풍력 단지 또는 제안된 조합된 풍력 단지들이 접속된 관련된 네트워크 접속점에서 해당 공급 네트워크가, 상기 네트워크 접속점에서 단락이 발생할 때 제공할 수 있는 전력이다. 접속 전력은 접속된 풍력 발전 설비 또는 접속된 풍력 단지 또는 제안된 조합된 풍력 단지의 접속 전력이고, 따라서 특히 접속될 발전기의 정격 전력 또는 풍력 단지(들)의 발전기들의 모든 정격 전력의 합이다. 단락 전류비는 따라서 이러한 관련된 네트워크 접속점에 대해서 전력 공급 네트워크의 성능에 관한 기준이다. 이러한 네트워크 접속점과 관련해서 강한 전력 공급 네트워크는 대개 예를 들어 SCR = 10 이상의 큰 단락 전류비를 갖는다.
단락 전류비는 네트워크 접속점에서 해당 공급 네트워크의 거동에 관한 정보도 제공할 수 있는 것이 파악되었다. 또한 단락 전류비는 변경될 수도 있다.
조합된 풍력 단지의 신규 설치 시 단락 전류비를 고려하고, 유효 전력 제어 및 무효 전력 제어를 이에 대해 조정하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 또한, 단락 전류비를 조합된 풍력 단지의 설치와 개시 후에도 규칙적인 간격으로 검출하는 것이 제안된다. 단락 전력의 검출은 예를 들어 시뮬레이션을 이용해서 네트워크 토폴로지에(topology) 관한 정보에 의해 이루어질 수 있다. 접속 전력은 간단하게 조합된 풍력 단지 내의 설치된 풍력 발전 설비들의 정보에 의해 이루어질 수 있고 및/또는 정격 풍속에서 공급된 조정되지 않은 총전력의 측정에 의해 이루어질 수 있다.
바람직하게 접속 전력은 단락 전류비의 제안된 계산 및 고려를 위해 각각 현재 가용한 모든 풍력 발전 설비의 정격 전력의 합으로서 규정되고 계산된다. 접속 전력은 이와 관련해서 풍력 발전 설비의 고장 시 변경되고, 적어도 일시적으로 변경될 수 있다. 따라서 단락 전류비도 변경되고, 이에 대해서 유효 전력 제어 및/또는 무효 전력 제어의 변경이 야기될 수 있다.
실시예에서, 전력 공급 네트워크 내로 전력 공급을 위한 중앙 제어부는,
- 공급할 유효 전력의 양을 제어하고,
- 공급할 무효 전력의 양을 제어하고 및/또는
- 소비 장치, 특히 저항 손실 장치 내에서 전력의 소비를 제어하는 것을 제안한다.
다양한 실시예와 관련해서 전술한 바와 같이, 중앙 제어 유닛은 따라서 공급할 유효 전력의 양을 제어할 수 있고, 추가로 또는 대안으로서 공급할 무효 전력의 양을 제어할 수 있다. 또한 방법은, 소비 장치에서 전력의 소비를 제어하는 것을 고려한다. 특히 이 경우 저항 손실 장치에서 전력의 소비가 고려된다. 이를 위해 이러한 소비 장치는 하나, 다수의 또는 모든 조정된 풍력 단지 내에 제공될 수 있다. 바람직하게 이러한 소비 장치는 간단히 단지라고 할 수도 있는 풍력 단지 외부에 배치되고, 중앙 제어 유닛에 의해 직접 제어 가능하다.
특히 중간 네트워크가 제공되는 경우에, 풍력 단지는 상기 중간 네트워크에 연결되고, 적어도 하나의 소비 장치가 상기 중간 네트워크에 연결된다. 전력의 의도적인 소비가 제공될 수 있으므로, 예를 들어 공급할 전력이 갑자기 감소되어야 하고 풍력 단지의 풍력 발전 설비들이 풍력으로부터 전력의 인출을 신속하게 충분히 줄일 수 없는 경우에, 하나, 다수의 또는 모든 조정된 풍력 단지의 과전력을 일시적으로 소비할 수 있다.
추가로 또는 대안으로서, 공급 네트워크는 과공급 상태이고 이러한 과공급을 공급하는 발전소가 공급 전력을 신속하게 줄일 수 없는 경우에, 이러한 소비 장치는 또한 의도대로 전력 공급 네트워크로부터 전력을 빼낼 수 있는 것이 제안된다.
적어도 하나의 이러한 소비 장치가 중간 네트워크에 직접 연결되는 경우에, 풍력 단지는 상기 장치를 이용할 수 있다. 또한 상기 소비 장치는 공급 네트워크로부터 초과량분의 전력을 소비할 수 있고, 이 경우 풍력 단지는 그것에 의해 영향을 받지 않는다.
바람직하게 소비 장치로서, 소비할 전력을 가능한 한 바람직하게 사용하는 장치가 제안된다. 장치는 이를 위해 작동을 실시할 수 있거나 특히 초과량분의 전력을 중간 저장할 수 있고, 또한 경우에 따라서 더 양호하게 저장을 위해 다른 에너지 형태로 변환할 수 있다. 바람직하게는 상기 소비 장치는 즉 양방향 에너지 변환 장치이고 및/또는 에너지 저장 장치이다.
바람직한 실시예는,
- 중앙 제어 유닛은 전력 공급 네트워크 내의 현재 상태 변수, 특히 주파수 및 전압 진폭을 검출하고, 이에 의존해서 적어도 제1 및 제2 단지 전력의 제공을 제어하고 및/또는
- 각각의 단지 제어 유닛은 관련 풍력 단지의 적어도 하나의 상태 변수에 관한 정보를 제공하고, 정보는 적어도
- 현재 가용 전력
- 예정된 예측 시간 범위 내에서 예상되는 가용 전력 및
- 가용 전력의 예상되는 변동
을 포함하는 것을 제안한다.
중앙 제어 유닛은 이로써, 특히 전력 공급 네트워크 내의 전압의 주파수- 및 전압 진폭을 검출하기 위한 측정 유닛으로서도 이용된다. 이러한 변수들은, 그것에 의존해서 제1 및 제2 그리고 경우에 따라서 다른 단지 전력의 제공을 제어하기 위해 이용될 수 있다. 실시예와 관련해서 설명된 전압 변동(δf/δt)도 공급 네트워크의 전압의 검출된 상기 주파수로부터 결정될 수 있다. 이러한 정보는 조정된 풍력 단지, 특히 상기 풍력 단지의 단지 제어 유닛에도 이용을 위해 제공될 수 있다.
추가로 또는 대안으로서 각각의 단지 제어 유닛은 중앙 제어 유닛에 풍력 단지의 현재 상태에 관한 정보, 즉 관련 풍력 단지의 상태 변수, 요컨대 특히 현재 가용 전력, 그 다음에 예상되는 가용 전력 및 가용 전력의 예상되는 변동에 관한 정보를 제공한다. 중앙 제어 유닛은 전력에 관한 상기 정보를 적절하게 평가할 수 있고, 이를 고려하여 조정된 모든 풍력 단지의 상기 정보를 결합할 수 있다. 예상되는 전력과 전력의 예상되는 변동에 관한 정보는 관련 풍력 단지에서 특히 풍력 예보에 의해 결정될 수 있다. 이는 어떤 경우에는 기상학적 평가일 수 있다. 다른 경우에는, 특히 풍력 단지가 비교적 넓은 영역에 분포되어 있는 경우에, 소수의 풍상측 풍력 발전 설비에서 풍력의 증가 또는 감소가 검출될 수 있다. 따라서 이러한 모든 풍력 발전 설비를 제어하고 모니터링하는 단지는 그 뒤에 있는 풍력 발전 설비에 대한 예측을 도출할 수 있고, 그에 따라서 전력 예측이 도출되고, 중앙 제어 유닛에 적절한 시기에 제공될 수 있다. 경우에 따라서 이것에 기초해서 또는 다른 정보에 기초해서 중앙 제어 유닛은 전력 공급 네트워크의 운영자에게 해당하는 정보를 전달할 수 있다.
바람직하게 중앙 제어 유닛은, 이상기로서 작동하도록 제공된다. 중앙 제어 유닛은 이 경우 공급 네트워크로부터 전력을 수신하여 상기 전력을 공급 전류로서 변경된 또는 소정의 설정된 위상각에 따라 전력 공급 네트워크 내로 공급한다. 예를 들어 무풍 상태이기 때문에, 풍력 단지가 전력을 전혀 제공하지 않는 경우에, 중앙 제어 유닛 자체가 이러한 기능을 실시할 수 있다. 바람직하게는 중앙 제어 유닛은, 총전력의 공급과 동시에 이러한 위상 변이 작동을 실행하도록 제공된다. 네트워크 지원의 가능성은 중앙 제어 유닛에 의한 이러한 조합된 작동에 의해 개선될 수 있다.
바람직하게 네트워크 내로 전력 공급은, 공급 네트워크 내의 교란이 완전히 또는 부분적으로 보상되도록 실시된다. 이를 위해 중앙 제어 유닛은, 예컨대 고조파와 같은 교란을 검출하고, 보상하면서 전력을 공급한다. 즉 이러한 경우에 의도대로 바람직하지 않은, 즉 비정현파 전류가 공급되고, 상기 전류는 따라서 바람직한 정현파 곡선에서 벗어나지만, 기본적으로 자체로 교란을 의미하는 이러한 편차, 즉 네트워크 내의 교란을 가능한 한 보상할 정도로, 즉 적어도 감소시킬 정도로 벗어난다.
또한 청구범위 제9항에 따른 풍력 단지 어셈블리가 제안된다. 상기 어셈블리는 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위해 제공되고, 각각 다수의 풍력 발전 설비를 포함하는 적어도 하나의 제1 및 제2 풍력 단지를 포함한다. 또한 상기 어셈블리는 각각의 풍력 단지에 의해 제공되는 단지 전력의 전달을 위한, 풍력 단지에 연결된 전력 중간 네트워크를 포함한다. 즉 풍력 단지들은 상기 중간 네트워크에 전력 공급을 위해 제공된다. 또한 상기 풍력 단지 어셈블리는 중앙 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 총전력의 공급을 제어한다. 이러한 총전력은 중간 네트워크에 공급된 또는 중간 네트워크를 통해 제공된 단지 전력들로 구성되고, 중앙 제어 유닛은, 제공된 상기 단지 전력을 제어하도록 제공된다. 특히 중앙 제어 유닛은 데이터 접속을 통해 개별 단지, 특히 각각의 단지의 각 단지 제어 유닛에 접속된다. 이는 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다.
특히 풍력 단지 어셈블리는, 전술한 실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따른 방법을 실시하도록 형성된다.
이를 위해 적절한 제어 기능, 특히 제어 프로그램이 중앙 제어 유닛에서 실행되어야 하고, 중앙 제어 유닛과 단지 제어 유닛 사이의 적절한 통신 채널이 필요하다. 적용될 방법의 실시예에 따라 다른 소자들, 특히 센서 및/또는 주파수 변환기 및/또는 위상 변이 장치가 제공될 수 있다.
또한, 중간 네트워크는 풍력 단지 내 전압을 중간 네트워크 내의 더 높은 전압으로 승압하기 위한 각각의 변압기를 통해 풍력 단지에 연결되는 것이 제안되고, 추가로 또는 대안으로서, 중간 네트워크는 중간 네트워크 내의 전압을 공급 네트워크 내의 더 높은 전압으로 승압하기 위한 변압기를 통해 공급 네트워크에 연결되는 것이 제안된다. 이로써, 제안된 방법의 몇 개의 실시예와 관련해서 전술한 바와 같이 풍력 발전 설비 어셈블리는 발전 단지와 중간 네트워크 사이 및/또는 중간 네트워크와 전력 공급 네트워크 사이에서 승압을 실시할 수 있다.
바람직하게 풍력 단지 어셈블리 및 전력 공급을 위해 적용될 방법을 위해, 외부로부터, 특히 공급 네트워크의 운영자로부터 중앙 제어 유닛에 공급 네트워크의 전압의 기준값으로서 소정의 전압 설정값이 제공되는 것이 제안된다. 추가로 또는 대안으로서, 최대 전력값 및/또는 소정의 전력값이 중앙 제어 유닛에 프리세팅되는 것이 제안된다. 또한 실시예로서, 소정의 예비 전력이 중앙 제어 유닛에 프리세팅 값으로서 전달되는 것이 제안된다. 이러한 예비 전력은, 공급된 총전력이 실제가능한 공급할 총전력에 미달되는 만큼의 전력이다. 이를 위해 중앙 제어 유닛에 예를 들어 예비 전력을 위한 백분율 또는 절대값 표시가 제공될 수 있다.
바람직하게 중앙 제어 유닛은 단지 제어 유닛에 관련 단지가 실제로 초과해서는 안 되는 전력값으로서 유효 전력 설정값을 전달하고, 무효 전력 설정값으로서 공급될 무효 전력의 값을 전달하고, 추가로 또는 대안으로서, 중앙 제어 유닛이 보류 전력이라고도 하는 전력 예비분을 단지 제어 유닛에 설정값으로서 전달하는 것이 제안된다. 개별 단지 및 전체 총 전력은 이로써 실제가능한 전력값 미만에서 작동될 수 있다. 이러한 보류 전력은 따라서 잠재적인 포지티브 조절 전력으로서, 즉 필요시 공급될 수 있는 전력으로서 제공된다.
다른 실시예에 따라, 단지의 각각의 단지 제어 유닛 및/또는 각각의 풍력 발전 설비는 각각 독립적으로 네트워크 상태 의존적인 제어를 제공할 수 있고, 특히 요컨대 중앙 제어 유닛 또는 해당하는 단지 제어 유닛이 고장인 경우에, 주파수 의존적인 전력 제어를 제공할 수 있다. 이때 공급 네트워크까지의 물리적인 접속은 여전히 유지하고 있는 정보 처리 소자만이 고장인 경우에, 공급은 재개될 수 있고 동적 네트워크 지원 또는 네트워크 안정화가 실시될 수 있다.
이로써 본 발명에 기초해서 다수의 풍력 단지들이 조정되어 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하고 이로 인해 네트워크에서 대형 발전소와 같은 특성을 가질 수 있는 방법 및 풍력 단지 어셈블리를 위한 여러 실시예들이 설명되었다. 참조적으로, 물리적으로 전력 공급 네트워크 내로 공급을 위한 다수의 공급점이 제공되는 경우, 공급이 중앙에서 특히 동일하게 제어되는 한, 전술한 바와 같이 중앙 제어가 바람직하게 작용할 수도 있다. 바람직하게는 전체 총전력은 네트워크 접속점에서 전력 공급 네트워크 내로 공급된다.
계속해서 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 실시예를 참고로 설명된다.
도 1은 풍력 발전 설비를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 풍력 단지를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 풍력 단지 어셈블리를 개략적으로 도시한 도면.
도 1은 타워(102)와 나셀(104)을 포함하는 풍력 발전 설비(100)를 도시한다. 나셀(104)에 3개의 로터 블레이드(108)와 스피너(110)를 가진 로터(106)가 배치된다. 로터(106)는 작동 시 풍력에 의해 회전 운동하고, 이로 인해 나셀(104) 내의 전기 발전기를 구동한다.
도 2는 동일하거나 다를 수 있는 예를 들어 3개의 풍력 발전 설비(100)를 포함하는 풍력 단지(112)를 도시한다. 따라서 3개의 풍력 발전 설비(100)는 기본적으로 풍력 단지(112)의 풍력 발전 설비의 임의의 개수를 대표한다. 풍력 발전 설비들(100)은 전력을, 즉 특히 생성된 전류를 전력 공급 단지 네트워크(114)를 통해 제공한다. 이 경우 개별 풍력 발전 설비(100)의 각각의 생성된 전류 또는 전력들이 합산되고, 특히 변압기(116)가 제공되고, 일반적으로 PCC라고도 하는 공급점(118)에서 공급 네트워크(120) 내로 전력을 공급하기 위해, 상기 변압기는 단지 내의 전압을 승압한다. 도 2는, 물론 제어부가 제공되어 있지만, 예를 들어 제어부가 도시되지 않은 풍력 단지(112)만을 간단히 도시한다. 또한 예를 들어 단지 네트워크(114)는, 각각의 풍력 발전 설비(100)의 출력부에도 변압기가 제공됨으로써, 다르게 형성될 수도 있고, 이는 다른 하나의 실시예일 뿐이다.
도 3은 상이하게 형성될 수 있는 예를 들어 2개의 풍력 단지(112), 중앙 제어 유닛(2) 및 소비 장치(4)를 포함하는 풍력 단지 어셈블리(1)를 도시한다. 풍력 단지 어셈블리(1)는 이 경우 공통의 네트워크 접속점(6)에서 여기에서만 표시된 전력 공급 네트워크(120)에 접속된다.
도 3은 단지 어셈블리(1)에서 예를 들어 2개의 풍력 단지(112)를 도시하고, 상기 풍력 단지는 다수의 풍력 발전 설비(100)를 포함한다. 각각의 풍력 단지(112)의 풍력 발전 설비(100)는 각각 단지 전력(PP1 또는 PP2)을 생성하고, 상기 단지 전력은 단지 변압기(8)를 통해 각각 중간 네트워크(10)에 제공되고, 총전력(PS)으로서 공급 네트워크(120) 내로 공급을 위해 준비된다. 소비 장치(4)가 활성화되지 않은 상태라는 간단한 전제하에, 총전력(PS)은 단지 전력(PP1 또는 PP2)의 합이고, 이로써 방정식 PS = PP1 + PP2을 충족한다.
상기 총전력(PS)은 따라서 전력 공급 변압기(12)를 통해 네트워크 접속점(6)에서 공급 네트워크(120) 내로 공급된다.
중앙 제어 유닛은 이 경우 전력 공급 변압기(12) 전방의 네트워크 접속점(6)의 영역 내에 배치된다. 거기에서 중앙 제어 유닛은 공급된 전력(PS)도 검출할 수 있다.
중앙 제어 유닛(2)은 또한 EVU-데이터 접속(14)을 통해 전력 공급 네트워크(120)의 운영자의 제어 유닛(16)에 연결된다. 상기 EVU-데이터 접속(14)을 통해 중앙 제어 유닛(2)은 네트워크 운영자의 제어 유닛(16)의 데이터, 예를 들어 공급할 총전력(PS)을 수신할 수 있고, 데이터, 예를 들어 현재 가용 총전력(PS)에 관한 데이터를 전송할 수 있다. 도 3에 전체 데이터 접속은 파선으로 도시된다.
중앙 제어 유닛은 단지 제어 접속(18)을 통해 관련 풍력 단지(112)의 각각의 단지 제어 유닛(20)에 연결된다. 상기 단지 제어 접속(18)을 통해 중앙 제어 유닛(2)은 관련 단지 제어 유닛(20)에 데이터, 특히 공급할 단지 전력(PP1 또는 PP2)을 위한 설정값을 전달할 수 있다. 참고적으로, 2개의 풍력 단지(112)의 도면부호는 단지 전력(PP1 또는 PP2)을 제외하고 동일하게 선택됨으로써, 2개의 단지 사이의 유사성이 명확해질 수 있다. 개별 소자들, 예를 들어 단지 변압기(8)는 그러나 상이하게 형성될 수 있다.
단지 제어 접속(18)을 통해 중앙 제어 유닛(2)과 관련 단지 제어 유닛(20) 사이에서 다른 통신이 실행될 수도 있다. 이 경우 예를 들어 단지 제어 유닛(20)은 중앙 제어 유닛(2)에 현재 가용 단지 전력에 관한 정보를 제공할 수 있다.
각각의 단지 제어 유닛(20)은 또한 그것의 단지(112) 내에서 데이터 교환을 위한 단지 데이터 네트워크(22)를 통해 각각의 풍력 발전 설비(100)에 연결된다. 이로 인해 단지 제어 유닛(20)은 중앙 제어 유닛(2)으로부터 수신한 관련 프리세팅값들을 단지(112)의 제어를 위해 풍력 발전 설비(100)에 전달할 수 있다. 또한 단지 제어 유닛(20)은 그것을 통해 풍력 발전 설비(100)로부터 정보를 수신할 수 있고, 상기 정보를 경우에 따라서 평가할 수 있고, 원하는 경우에 중앙 제어 유닛(2)에 전달할 수 있다.
이로써 중앙 제어 유닛(2)은 단지 제어 유닛(20)의 제어에 의해 개별 단지 전력(PP1 또는 PP2) 을 제어함으로써 총전력(PS)의 공급을 제어할 수 있다.
또한 소비 장치(4)는 소비 제어 접속(24)을 통해 소비 장치(4)에 연결된다. 특히 초과량분의 전력이 소비 장치(4)에 의해 소비되어야 하는 경우에, 이를 통해 중앙 제어 유닛을 제어할 수 있다. 이는 풍력 단지(112) 초과량분의 전력일 수 있고, 전력 공급 네트워크(120)의 초과량분의 전력일 수 있다. 소비 장치(4)는 이를 위해 소비 접속부(26)를 통해 중간 네트워크(10)에 연결된다. 소비 접속부(26)는 중간 네트워크(10)의 부분을 형성할 수도 있다.
소비 장치(4)는 이 경우 다양한 형성에 대한 다양한 기호로 표시된다. 이 경우 초퍼 회로(28)는 적절하게 제어된 열 저항에 의해 실행될 수 있는, 전력 또는 전기 에너지를 열로 변환하는 단순한 소비 유닛을 나타낸다.
또한 변환 장치(30)가 도시되고, 전력이 다른 매체, 예컨대 가스로 변환될 수 있다. 바람직하게 이러한 변환 장치(30)는, 에너지가 예를 들어 가스로 언급되었던 다른 매체로부터 전기 에너지로 재변환될 수 있도록 형성된다. 이러한 경우에 이러한 재변환으로 인해, 소비 장치(4)가 전력을 중간 네트워크(10)에 제공할 수도 있고, 그러한 경우에 총전력(PS)은 단지 전력(PP1, PP2)에 추가적으로 반환된 소비 전력도 포함할 수 있다.
또한 소비 장치(4) 내에 배터리 저장 장치(32)로서 저장 장치도 도시되고, 상기 저장 장치는 전기 에너지를 직접 저장할 수 있다.
따라서 도 3은 적어도 하나의 전술한 실시예에 따른 전력을 공급하기 위한 본 발명에 따른 방법을 실시하도록 제공된 풍력 단지 어셈블리를 도시한다.
1 풍력 단지 어셈블리
2 중앙 제어 유닛
4 소비 장치
8 변압기
10 중간 네트워크
12 변압기
18 단지 제어 접속
20 단지 제어 유닛
112 풍력 단지
120 전력 공급 네트워크

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 제1 및 제2 풍력 단지(112)를 이용해서 전력 공급 네트워크(120) 내로 전력(PS)을 공급하기 위한 방법으로서, 하기 단계들 즉,
    - 상기 전력 공급 네트워크(120) 내로 전력 공급을 위해 제1 풍력 단지(112)에 의해 제1 단지 전력(PP1)을 제공하는 단계;
    - 상기 전력 공급 네트워크(120) 내로 전력 공급을 위해 제2 풍력 단지(112)에 의해 제2 단지 전력(PP2)을 제공하는 단계; 및
    - 적어도 제1 및 제2 단지 전력(PP1, PP2)으로 총전력(PS)을 형성하고 상기 총전력(PS)을 상기 전력 공급 네트워크(120) 내로 공급하는 단계
    를 포함하고,
    중앙 제어 유닛(2)은 공급되는 총전력을 제어하기 위해 상기 적어도 제1 및 제2 단지 전력(PP1, PP2)의 제공을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 네트워크 내로의 전력 공급 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    - 상기 적어도 제1 및 제2 풍력 단지(112)는 관련 풍력 단지(112)의 제어를 위해 각각의 단지 제어 유닛(20)을 포함하고,
    - 상기 중앙 제어 유닛(2)은 상기 단지 제어 유닛들(20)에 연결되고,
    - 상기 중앙 제어 유닛(2)은 상기 적어도 제1 및 제2 풍력 단지(112)의 관련 단지 제어 유닛(20)을 이용해서 상기 제1 및 제2 단지 전력(PP1, PP2)의 제공을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중앙 제어 유닛(2)은,
    - 상기 공급 네트워크(120)의 상태 변수(U, f),
    - 공급된 총전력(PS)의 값 및/또는
    - 외부 프리세팅값
    을 검출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 제1 및 제2 풍력 단지(112)는 공급할 전력(PP1, PP2)을 중간 네트워크(10)에 제공을 위해 공급하고,
    - 상기 중간 네트워크(10)는 상기 풍력 단지(112) 내의 전압(U)을 상기 중간 네트워크(10) 내의 더 높은 전압으로 승압하기 위한 변압기(8)를 통해 관련 풍력 단지(112)에 연결되고 및/또는
    - 상기 중간 네트워크(10)는 상기 중간 네트워크(10) 내의 전압을 상기 전력 공급 네트워크(120) 내의 더 높은 전압(U)으로 승압하기 위한 변압기(12)를 통해 상기 전력 공급 네트워크(120)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 제어 유닛(2)은, 상기 전력 공급 네트워크(120) 내로 전력 공급을,
    - 상기 전력 공급 네트워크(120) 내의 적어도 하나의 상태 변수(U, f)에 의존해서,
    - 공급점(6)에 대한 상기 전력 공급 네트워크(120)의 네트워크 감도(NS)에 의존해서 및/또는
    - 단락 전류비(SCR)에 의존해서
    제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 제어 유닛(2)은 상기 전력 공급 네트워크(120) 내로 전력 공급을 위해,
    - 공급할 유효 전력(P)의 양을 제어하고,
    - 공급할 무효 전력(Q)의 양을 제어하고 및/또는
    - 소비 장치(4), 특히 저항 손실 장치(4) 내에서 전력(P)의 소비를 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 중앙 제어 유닛(2)은 상기 전력 공급 네트워크(120) 내의 현재 상태 변수(U, f), 특히 주파수(f) 및 전압 진폭(U)을 검출하고, 이에 의존해서 상기 적어도 제1 및 제2 단지 전력(PP1, PP2)의 제공을 제어하고 및/또는
    - 각각의 단지 제어 유닛(20)은 관련 풍력 단지(112)의 적어도 하나의 상태 변수(U, f)에 관한 정보를 제공하고, 상기 정보는 하기 목록의 정보들 중 적어도 하나의 정보, 즉
    - 현재 가용 전력(PP1, PP2),
    - 예정된 예측 시간 범위 내에서 예상되는 가용 전력(P) 및
    - 가용 전력(P)의 예상되는 변동
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 중앙 제어 유닛(2)은 이상기로서 작동하고 및/또는
    - 네트워크(120) 내로 전력 공급은, 상기 전력 공급 네트워크(120) 내의 교란이 완전히 또는 부분적으로 보상되도록 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 전력 공급 네트워크(120) 내로 전력(PS)을 공급하기 위한 풍력 단지 어셈블리(1)로서,
    - 각각 다수의 풍력 발전 설비(100)를 포함하는 적어도 하나의 제1 및 제2 풍력 단지(112);
    - 연결된 풍력 단지(112)에 의해 제공된 단지 전력(PP1, PP2)을 전달하기 위한, 상기 풍력 단지(112)에 연결된 중간 전력 공급 네트워크(10); 및
    - 단지 전력(PP1, PP2)으로 형성된 총전력(PS)의 적어도 일부를 공급하기 위한 그리고 연결된 풍력 단지(112)에 의해 제공된 개별 단지 전력(PP1, PP2)을 제어하기 위한 중앙 제어 유닛(2)
    을 포함하는 풍력 단지 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하는 풍력 단지 어셈블리.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    - 상기 중간 전력 공급 네트워크(10)는 상기 풍력 단지(112) 내의 전압을 상기 중간 전력 공급 네트워크(10) 내의 더 높은 전압으로 승압하기 위한 변압기(8)를 통해 관련 풍력 단지(112)에 연결되고 및/또는
    - 상기 중간 전력 공급 네트워크(10)는 상기 중간 전력 공급 네트워크(10) 내의 전압을 상기 전력 공급 네트워크(120) 내의 더 높은 전압(U)으로 승압하기 위한 변압기(12)를 통해 상기 전력 공급 네트워크(120)에 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력 단지 어셈블리.
KR1020157034888A 2013-05-08 2014-05-05 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법 KR20160005771A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013208474.9A DE102013208474A1 (de) 2013-05-08 2013-05-08 Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
DE102013208474.9 2013-05-08
PCT/EP2014/059099 WO2014180781A1 (de) 2013-05-08 2014-05-05 Verfahren zum einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177035185A Division KR101919273B1 (ko) 2013-05-08 2014-05-05 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160005771A true KR20160005771A (ko) 2016-01-15

Family

ID=50685907

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157034888A KR20160005771A (ko) 2013-05-08 2014-05-05 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법
KR1020177035185A KR101919273B1 (ko) 2013-05-08 2014-05-05 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177035185A KR101919273B1 (ko) 2013-05-08 2014-05-05 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법

Country Status (18)

Country Link
US (1) US10072634B2 (ko)
EP (1) EP2994971B1 (ko)
JP (2) JP2016521538A (ko)
KR (2) KR20160005771A (ko)
CN (1) CN105191047B (ko)
AR (1) AR096221A1 (ko)
AU (2) AU2014264720A1 (ko)
CA (1) CA2911333C (ko)
CL (1) CL2015003230A1 (ko)
DE (1) DE102013208474A1 (ko)
DK (1) DK2994971T3 (ko)
ES (1) ES2844532T3 (ko)
MX (1) MX352421B (ko)
NZ (1) NZ713643A (ko)
RU (1) RU2629565C2 (ko)
TW (1) TWI536700B (ko)
WO (1) WO2014180781A1 (ko)
ZA (1) ZA201507907B (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013208474A1 (de) 2013-05-08 2014-11-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
DE102015212562A1 (de) * 2015-07-06 2017-01-12 Siemens Aktiengesellschaft Energieerzeugungsanlage und Verfahren zu deren Betrieb
EP3116089B1 (en) * 2015-07-07 2020-02-26 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine operation based on a frequency of an ac output voltage signal provided by a power converter of the wind turbine
JP6483006B2 (ja) * 2015-11-18 2019-03-13 株式会社日立製作所 ウインドファームとその制御方法
DE102016101468A1 (de) 2016-01-27 2017-07-27 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
DE102016101469A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
US9970417B2 (en) * 2016-04-14 2018-05-15 General Electric Company Wind converter control for weak grid
DE102016108394A1 (de) * 2016-05-06 2017-11-09 Wobben Properties Gmbh Verfahren zur Kompensation von einzuspeisenden Strömen eines Windparks
DE102016124840A1 (de) 2016-12-19 2018-06-21 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines Netzwiederaufbaus
DE102016125953A1 (de) * 2016-12-30 2018-07-05 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Windparks
DE102017112491A1 (de) * 2017-06-07 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Windparks
DE102017115154A1 (de) * 2017-07-06 2019-01-10 Wobben Properties Gmbh Windparkregler und Verfahren zum Bereitstellen von Daten sowie Windenergieanlage und Verfahren zum Empfangen von Daten
DE102018125529A1 (de) * 2018-10-15 2020-04-16 Wobben Properties Gmbh Dynamisches Windkraftwerk
DE102018129429A1 (de) * 2018-11-22 2020-05-28 Wobben Properties Gmbh Einspeiseverfahren eines Windenergiesystems sowie Windenergiesystem
EP3832128A1 (de) * 2019-12-03 2021-06-09 Wobben Properties GmbH Verfahren zum steuern eines windparks
US11233402B2 (en) 2020-01-06 2022-01-25 General Electric Company System and method for stabilizing weak grids with one or more wind farms connected thereto
EP4068553A1 (de) * 2021-03-29 2022-10-05 Wobben Properties GmbH Verfahren zum einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz
EP4304040A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-10 Vestas Wind Systems A/S Method and system for improving grid stability based on infeed of renewable energy
TWI810137B (zh) * 2023-02-17 2023-07-21 國立清華大學 改善相位與振幅之方法及其系統

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7126939B2 (en) 2000-07-24 2006-10-24 Nortel Networks Limited Packet-based calls in a wireless network
CA2460724C (en) 2001-09-28 2013-03-12 Aloys Wobben Method for operating a wind park
US7071579B2 (en) 2002-06-07 2006-07-04 Global Energyconcepts,Llc Wind farm electrical system
DE10228694A1 (de) * 2002-06-27 2004-01-22 Bosch Rexroth Ag Wien-Robinson-Oszillator
JP4247835B2 (ja) * 2004-08-23 2009-04-02 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
RU2305204C2 (ru) * 2005-04-28 2007-08-27 Альберт Васильевич Вовк Способ управления ветроэнергетической установкой (варианты)
DE102007005852A1 (de) * 2007-02-01 2008-08-14 Repower Systems Ag Windpark umfassend Windenergieanlagen mit zueinander verschobenem Schwenkwinkel
JP4719760B2 (ja) * 2008-03-25 2011-07-06 株式会社日立製作所 分散型電源群の制御方法及びシステム
CN101291129B (zh) * 2008-06-18 2011-05-25 梁之龙 风力发电设备
US7839024B2 (en) * 2008-07-29 2010-11-23 General Electric Company Intra-area master reactive controller for tightly coupled windfarms
DE102008039429A1 (de) * 2008-08-23 2010-02-25 DeWind, Inc. (n.d.Ges.d. Staates Nevada), Irvine Verfahren zur Regelung eines Windparks
US8041465B2 (en) * 2008-10-09 2011-10-18 General Electric Company Voltage control at windfarms
DE102009030725A1 (de) * 2009-06-26 2010-12-30 Repower Systems Ag Windpark und Verfahren zum Regeln eines Windparks
WO2012056564A1 (ja) * 2010-10-29 2012-05-03 三菱重工業株式会社 風力発電装置の制御装置、ウインドファーム、及び風力発電装置の制御方法
DE102009037239B4 (de) 2009-08-12 2011-04-14 Repower Systems Ag Windenergieanlage mit einstellbarer Leistungsreserve
JP5198386B2 (ja) * 2009-08-18 2013-05-15 株式会社日立製作所 自然エネルギー発電制御システム、制御装置および制御方法
JP5401383B2 (ja) * 2010-03-30 2014-01-29 株式会社日立製作所 風力発電システム及びその制御装置
JP5571475B2 (ja) * 2010-06-21 2014-08-13 株式会社日立製作所 新エネルギー発電所群の制御システム、およびその制御方法
WO2012019609A1 (en) * 2010-08-12 2012-02-16 Vestas Wind Systems A/S Control of a wind power plant
WO2012163359A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Vestas Wind Systems A/S A wind farm and a method of operating a wind farm
DK2541718T3 (en) * 2011-06-29 2015-11-16 Siemens Ag Control unit, wind and guide method
US9046077B2 (en) * 2011-12-28 2015-06-02 General Electric Company Reactive power controller for controlling reactive power in a wind farm
DE102013208410A1 (de) 2013-05-07 2014-11-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
DE102013208474A1 (de) 2013-05-08 2014-11-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013208474A1 (de) 2014-11-13
CN105191047B (zh) 2019-06-14
CN105191047A (zh) 2015-12-23
EP2994971A1 (de) 2016-03-16
US20160131109A1 (en) 2016-05-12
KR20170139171A (ko) 2017-12-18
AU2014264720A1 (en) 2015-11-12
AR096221A1 (es) 2015-12-16
CL2015003230A1 (es) 2016-07-08
KR101919273B1 (ko) 2019-02-08
ZA201507907B (en) 2017-01-25
ES2844532T3 (es) 2021-07-22
MX352421B (es) 2017-11-24
WO2014180781A1 (de) 2014-11-13
NZ713643A (en) 2017-05-26
AU2017201215A1 (en) 2017-03-09
JP2016521538A (ja) 2016-07-21
CA2911333C (en) 2021-08-17
EP2994971B1 (de) 2020-11-04
CA2911333A1 (en) 2014-11-13
MX2015015331A (es) 2016-03-04
US10072634B2 (en) 2018-09-11
RU2629565C2 (ru) 2017-08-30
TW201509058A (zh) 2015-03-01
JP6353140B2 (ja) 2018-07-04
TWI536700B (zh) 2016-06-01
JP2017212879A (ja) 2017-11-30
DK2994971T3 (da) 2020-11-16
RU2015152237A (ru) 2017-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101919273B1 (ko) 전력 공급 네트워크 내로 전력을 공급하기 위한 방법
KR101896860B1 (ko) 전기 공급 계통 내로 전력의 피딩 방법
US11067059B2 (en) Wind turbine or wind park for supplying electric power
KR101890465B1 (ko) 전기 발전 장치를 제어하기 위한 방법
EP2494671B1 (en) Wind power plant with optimal power output
US7372173B2 (en) Wind farm and method for operating same
US10161385B2 (en) Method for controlling a wind park
CN109638872B (zh) 场控级电网控制方法、装置、系统及其存储介质
MX2014010675A (es) Metodo para controlar una disposicion para introducir energia electrica en una red de suministro.
US10731633B2 (en) Power generation stabilization control systems and methods
JP2015523050A (ja) グリッド電圧に影響を及ぼすことによる動作機器の制御
US10958071B2 (en) Adaptive active power control in renewable energy power plants
US9871382B2 (en) Method and controller for continuously operating a plurality of electric energy generating machines during a high voltage condition
CA3049617C (en) Method for feeding electrical power into an electrical supply network
CN113261170A (zh) 风力发电设备
US9500181B2 (en) Method for controlling a wind turbine including reversing an energy flow through a generator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent