KR20180105195A - 전기 공급 네트워크에 전력을 공급하기 위한 방법 - Google Patents

전기 공급 네트워크에 전력을 공급하기 위한 방법 Download PDF

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KR20180105195A
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요하네스 브롬바흐
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보벤 프로퍼티즈 게엠베하
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 풍력 발전 시스템에 의해 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 방법에 관한 것으로서, 풍력으로부터 전력을 생성하는 단계; 생성된 전력 또는 그 일부를 상기 전기 공급 네트워크에 공급하는 단계; 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해 상기 전기 공급 네트워크로 추가적인 전력 공급을 위해 또는 전력 공급의 감소를 위해 순간 리저브를 제공하는 단계; 및 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해, 네트워크 특성 및/또는 외부 요구에 따라, 상기 제공된 순간 리저브까지 전력을 추가적으로 공급하거나 또는 상기 공급된 전력을 감소시키는 단계를 포함하며, 상기 제공된 순간 리저브의 레벨은 리저브 레벨(제공 레벨)로서 설정될 수 있다.

Description

전기 공급 네트워크에 전력을 공급하기 위한 방법
본 발명은 전기 공급 네트워크에 전력을 공급하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법을 수행하기 위한 풍력 발전 시스템에 관한 것이며, 본 발명은 또한 이러한 방법을 수행하기 위한 복수의 풍력 발전 시스템을 포함하는 풍력 발전 지역에 관한 것이다. 본 발명은 또한 복수의 네트워크 연결 포인트에서 전력을 공급하기 위한 복수의 풍력 발전 시스템 또는 복수의 풍력 발전 지역의 어셈블리에 관한 것이다.
풍력 발전 시스템에 의해 전력을 예를 들어 유럽의 상호 연결된 네트워크와 같은 전기 공급 네트워크로 공급하는 것이 알려져 있다. 전력 공급을 위해 이러한 풍력 발전 시스템은 일반적으로 직접 또는 간접적으로 원하는 주파수 및 위상을 갖는 전류가 전기 공급 네트워크로 공급되게 하는 주파수 인버터를 사용한다. 따라서, 이러한 유형의 전력 공급은 전력 공급을 위해 전기 공급 네트워크와 직접 결합되는 동기식 발전기를 사용하는 종래의 대형 파워 플랜트의 전력 공급의 유형과 실질적으로 상이하다. 네트워크에 직접 결합된 이러한 동기식 발전기는 단순화를 위해 또한 네트워크만으로 언급될 수도 있는 전기 공급 네트워크에 대해 안정화 효과를 갖는다.
네트워크에서의 재생 에너지 소스, 특히 풍력 발전 시스템의 증가하는 비율을 통해, 이에 따라 네트워크 내의 동기식 발전기에 의한 이러한 안정화 효과의 감소가 우려된다.
또한 풍력 발전 시스템의 도움에 의해서도 전기 공급 네트워크를 안정화시키기 위해, 예를 들어 네트워크 주파수 또는 네트워크 전압에 따라 공급 전력이 변경되는 방법이 이미 알려져 있다. 그러한 주파수 의존 전력 제어를 위한 일 예로서, 문헌 US-2003-0155773-A1호가 참조되고, 전압 의존 전력 제어에 대해서는 문헌 W099/33165호가 참조된다. 특히 풍력 발전 지역을 이용한 전기 공급 네트워크의 지원을 위해, 그러한 풍력 발전 지역이 특히 네트워크 작동자를 통해 입력될 수 있는 외부 신호에 따라 공급 전력을 변경시키는 것이 또한 제안된다. 이를 위해 예로서 공개 공보 US-2006-0142899-A1호를 참조하도록 한다. 이러한 제안 중 일부는 또한 이미 네트워크 연결 규칙에 부분적으로 포함되어 있다.
그러나 이러한 해결 방안은 특히 동기식 발전기가 직접적으로 결합되어 있고 전기 공급 네트워크에 여전히 존재하는 대형 파워 플랜트가 그 우세가 감소하거나 또는 가장 극단적인 경우에는 완전히 사라지는 경우에는, 충분히 널리 도달하지는 못한다.
이를 위해 동기식 발전기의 거동을 에뮬레이션하기 위한 해결 방안이 이미 제안되었다. 유럽 특허 EP 1 790 850 B1호는 적분기로서 구현되고 가변 기준 주파수 신호를 제공하기 위해 가상 관성을 에뮬레이션하는 내부 기준 프레임을 사용하는 것을 제안한다.
그러나 이러한 해결 방안을 사용해도 네트워크에서의 안정성 문제는 지속되거나, 더 커질 수 있거나 또는 새롭게 추가될 수 있다. 우선, 동기식 발전기에 의한 네트워크의 안정화가 일정하게 이상적으로 기능하는 것은 아니라는 점을 유의해야 한다. 동기식 발전기의 큰 관성은 한편으로는 균일화되고 이를 통해 적어도 부분적으로 안정화된 효과를 발생시키지만, 그러나 또한 신속한 제어를 방해할 수도 있다. 예를 들어, 복수의 대형 파워 플랜트의 그러한 동기식 발전기가 서로에 대항하여 스윙할 수 있는 네트워크 진동이 알려져 있다. 또한 유의해야 할 점은 대형 파워 플랜트의 완전한 에뮬레이션은 동기식 발전기의 기본 거동을 에뮬레이션해야 할 뿐만 아니라, 특히 각 정격 전력에 의해 특정될 수 있는 그 크기도 에뮬레이션해야 한다는 것이다. 현재 대형 파워 플랜트의 정격 전력을 발생하기 위해서는 많은 풍력 발전 시스템이 필요하다. 복수의 풍력 발전 시스템을 갖는 풍력 발전 지역조차도 정기적으로 대형 파워 플랜트보다 훨씬 더 낮은 전력을 갖는다. 따라서 적어도 풍력 발전 시스템이 대형 파워 플랜트에 비해 매우 훨씬 더 강하게 주변으로 전력을 공급한다는 차이점이 유지되게 된다.
독일 상표 특허청은 본 출원에 대한 우선권 출원에서 다음의 종래 기술을 조사하였다: US 2003/0155773 A1, US 2006/0142899 A1, US 2011/0074151 A1, US 2014/0316592 A1, EP 1 790 850 B1, WO 99/33165 A1, WO 2014/121794 A1 및 루트레지, 엘, 플린, 디.: "풍력 터빈으로부터의 에뮬레이트된 관성 응답: 이득 스케줄링 및 리소스 조정" 전력 시스템에 대한 IEEE 트랜잭션, 31권, 5번, 페이지 3747-3755, 28.12.2015.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 언급된 문제점들 중 적어도 하나를 해결하는 것이다. 특히, 적어도 네트워크 지원에 추가적인 기여를 제공하는 네트워크 지원의 공지된 방법을 개선하는 해결 방안이 제안되어야 한다. 적어도 대안적인 해결 방안이 제안되어야 한다.
따라서 본 발명에 따르면 청구항 제1항에 따른 방법이 제안된다. 따라서 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 방법이 제안되며, 네트워크 연결 포인트에서의 전력 공급은 적어도 하나의 풍력 발전 시스템에 의해 이루어진다. 또한 이를 위해 복수의 풍력 발전 시스템, 특히 풍력 발전 지역이 제공될 수 있다.
이 경우, 풍력 발전소 또는 필요한 경우 복수의 풍력 발전 시스템은 풍력으로부터 전력을 생성한다. 이 전력은 풍력 발전으로부터 그에 상응하게 생성되거나 또는 변환되어 전기 공급 네트워크로 공급된다. 공기 역학적 로터에 의해 생성된 전력 및 공급된 동력은 다를 수 있는데, 왜냐하면 예를 들어 손실이 발생하고 그리고/또는 저장된 에너지가 함께 사용될 수 있기 때문이다. 그러나, 간략화를 위해, 바람직하게는 풍력에 의해 생성된 전체 전력은 전기 공급 네트워크로 공급된다. 이는 특히 주파수 인버터를 통해 수행될 수 있는데, 상기 주파수 인버터는 풍력 발전 시스템에 의해 생성된 전력을 정류하여 수용하고, 그 후에 이러한 정류된 전력으로부터, 즉 특히 직류 중간 회로의 정류된 전압에 기초하여, 인버터에 의해 크기 및 위상에 따른 원하는 전류를 생성 및 공급한다.
또한 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해 전기 공급 네트워크로의 추가적인 전력 공급 또는 전력 공급의 감소를 위해 순간 리저브를 제공하는 것이 제안된다. 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 또는 이와 관련된 다른 제어 장치도 또한 이에 따라 순간 리저브를 제공한다. 이는 특히 그러한 순간 리저브가 준비되어 있고 바람직하게는 관련된 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 또는 또한 언급된 제어 장치에 의해 정보가 제공되어, 다른 풍력 발전 시스템, 전기 공급 네트워크의 다른 생성 장치 또는 또한 네트워크 작동자는 이러한 순간 리저브를 인식하고 이를 설정할 수 있다는 것을 의미한다.
따라서 필요에 따라 이러한 제공된 순간 리저브까지 또한 전기 공급 네트워크로 공급된다. 네트워크 상태에 따라, 전력의 공급을 감소시켜, 이를 통해 네트워크를 지원하는 것이 고려된다. 이것은 또한 이러한 순간 리저브가 제공된다는 사실에도 포함된다. 전력 공급의 증가를 위한 후속하는 설명은 전력 공급을 감소하기 위한 경우에도 유사하게 적용된다. 이 경우에, 제공된 순간 리저브 또는 그 일부는 네트워크 특성에 따라 제공되거나 그리고 추가적으로 또는 대안적으로 외부 요구에 따라 공급되거나 또는 전력 공급이 감소될 수 있어, 이를 통해 전기 공급 네트워크를 지원할 수 있다. 그러므로 순간 리저브가 제공되며 실제로 이 때 발생하는 수요를 위해 또한 제공된다. 네트워크 특성에 따른 전력 공급의 경우, 이러한 의존성 또는 이에 상응하게 제공되거나 또는 기초가 되는 의존성 기능은 순간 리저브의 일부만을 필요로 한다는 것이 또한 고려된다. 이 경우 이러한 전력 공급은 네트워크 특성에 따라 이루어지거나 또는 네트워크 주파수 또는 네트워크 전압에 따른 전력 공급이 이루어질 수 있다. 여기서 리저브 레벨 또는 동의어로 제공 레벨로도 언급되는 제공된 순간 리저브의 양이 설정될 수 있는 것이 추가적으로 제안된다. 적어도 하나의 풍력 발전 시스템은 이에 따라 필요에 따라 또한 공급하고 네트워크 지원을 위해 사용될 수 있는 순간 리저브를 제공한다. 그러나 이러한 순간 리저브는 고정된 값이 아니라, 설정될 수 있다.
순간 리저브를 제공함으로써 우선 기본적으로 전기 공급 네트워크에 대한 지원이 풍력 발전 시스템을 통해, 즉 이들 적어도 하나의 풍력 발전 시스템에 의해 수행될 수 있다는 것이 달성된다. 이와 관련하여, 직접 결합된 동기식 발전기에 대한 특정 평행선이 인식될 수 있다. 이와 같이 직접 결합된 동기식 발전기는 순간 리저브를 회전 질량과 함께 높은 회전 속도를 통해 제공하며, 이는 그 후 이러한 동기식 발전기의 물리적 거동에 의해 정기적으로 회수된다. 예를 들어 현재보다 더 많은 전력이 소비되어 공급되는 네트워크에서의 상태가 발생하면, 이는 직접 결합된 동기식 발전기에 영향을 미친다. 특히 동기식 발전기는 이 때 더 많은 전력을 제공하고, 이를 통해 느려지는데, 이는 또한 네트워크의 주파수 감소로서 정기적으로 인식된다. 따라서 이러한 경우 동기식 발전기는 전기 공급 네트워크로 그 회전 에너지의 일부를 전달한다.
적어도 하나의 풍력 발전 시스템에 의해 순간 리저브를 제공함으로써 이에 따라 우선, 생성된 전력보다 더 많은 전력이 소비될 때 네트워크 지원이 발생할 수 있는 것이 달성된다. 보상을 위해 단기간에 더 많은 전력이 공급될 수 있다. 전기 공급 네트워크에서 소비되는 것보다 더 많은 전력이 존재하는 경우, 보상을 위해 단기간에 더 적은 전력이 공급될 수 있다. 더 많은 전력이 공급되는 경우, 적어도 하나의 풍력 발전 시스템은 순간 리저브 또는 그 일부를 네트워크 지원을 위해 공급할 수 있다.
이는 특히 또한 부분적으로 이미 오늘날 매우 많은 리저브 에너지가 풍력 발전 시스템의 회전 운동에 포함되어 있다는 사상에 기초한다. 풍력 발전 시스템은 직접 결합된 동기식 발전기에 대형 파워 플랜트보다 더 적은 회전 에너지를 저장할 수 있지만, 이를 위해 매우 많은 풍력 발전 시스템이 존재한다. 정격 전력 측면에서 풍력 발전 시스템은 종종 더 큰 회전 에너지를 갖는다. 현대의 풍력 발전 시스템의 로터는 그 크기로 인해 또한 로터 블레이드가 무거워 큰 직경을 가지므로, 이를 통해 관성 모멘트가 크다. 따라서 비교적 낮은 회전 속도에도 불구하고 많은 에너지가 그 안에 저장될 수 있다. 이러한 에너지는 네트워크 지원을 위해 사용될 수 있다.
그러나, 풍력 발전 시스템에 의해 그러한 순간 리저브를 제공하는 다른 방법도 또한 존재한다. 예를 들어, 풍력 발전 시스템은 또한 추가적으로 전기 에너지 저장 장치에 접근할 수 있다. 이는 예를 들어, 전기 배터리의 형태로 제공될 수 있고, 이러한 배터리는 예를 들어 인버터의 직류 중간 회로에 연결될 수 있다. 이러한 예에서, 풍력으로부터 생성된 전력을 공급하는 동일한 인버터가 또한 배터리 저장 장치로부터 전력을 공급할 수도 있다. 순간 리저브 또는 그 일부의 공급은 이에 따라 동일한 인버터에 의해 간단한 방식으로 수행될 수 있다. 추가 적으로 또는 대안적으로, 순간 리저브 또는 그 일부를 제공하기 위해 커패시터 수단, 특히 커패시터 뱅크가 제공될 수 있다. 대부분의 작동 시간에 풍력 발전 시스템을 통해 제공되는 순간 리저브는 상대적으로 낮고 이를 위해 커패시터 뱅크가 충분한 에너지를 저장할 수 있다는 것이 인식되어 왔다. 바람직하게는, 커패시터 수단, 특히 커패시터 뱅크가 배터리 저장 장치와 조합된다. 여기서, 커패시터 수단은 백업 전력의 제1 부분을 신속하게 제공할 수 있고, 더 필요한 경우 더 많은 백업 전력을 제공하기 위해 필요에 따라 배터리가 사용될 수 있다.
이와 관련하여, 적어도 하나의 풍력 발전 시스템에 의해 순간 리저브를 제공함으로써, 특히 많은 풍력 발전 시스템이 이러한 방식으로 거동하는 경우, 네트워크 지원에 기여할 수 있다. 예를 들어, 많은 풍력 발전 시스템을 갖는 풍력 발전 지역이 대형 파워 플랜트가 대형 회전식 동기식 발전기로 할 수 있는 정도의 크기의 순간 리저브를 제공할 수 있다.
그러나 또한, 제공되는 순간 리저브의 양이 리저브 레벨로 설정될 수 있는 것이 제안된다. 리저브 레벨은 따라서 제공되는 순간 리저브의 양이다. 이를 통해 목표한 대로 전기 공급 네트워크의 동적 거동에 이미 구조적으로 영향을 줄 수 있는 것이 가능하다. 예를 들어, 전기 공급 네트워크에 추가적인 전력을 공급하는 대형 파워 플랜트의 동기식 발전기가 네트워크 진동을 발생시킬 수 있게 된다. 네트워크진동은 이와 관련해서 전기 공급 네트워크에서 주파수가 변동하는 현상으로 최악의 경우에도 스윙할 수 있다.
간략화를 위해, 이는 동기식 발전기가 위에서 설명된 거동에 기초하여, 필요성이 있을 때, 전기 공급 네트워크에 추가적인 전력을 공급하거나 또는 또한 전력을 감소시키도록 설명될 수 있다. 이 필요성은 그 후에 커버된다. 경우에 따라 심지어 필요한 것보다 대략 더 많은 전력이 공급된다. 국부적으로 멀리 이격된 동기식 발전기는 이 경우 기본적으로 유사하게 작동하며 그 전력도 또한 증가시킨다. 그에 상응하게 이 때 네트워크에 더 많은 전력이 존재하고, 이는 다시 공급되는 전력이 감소되게 한다. 이제 다시 전력 공급이 줄어들면, 다시 전력 부족의 상황이 발생할 수 있다. 따라서 여기서 스윙이 발생할 수 있다.
제안된 해결 방안에서 제공되는 순간 리저브는 레벨에 따라 설정 가능하므로, 즉 리저브 레벨은 설정 가능하고 바람직하게는 네트워크에서 복수의 이러한 풍력 발전 시스템이 다르게 거동하도록 능숙하게 배치된다. 특히, 또한 상이한 크기의 순간 리저브에 의해 대응하는 상이한 동적 거동이 달성될 수 있다. 관련 네트워크 연결 포인트의 근처의 공급 네트워크 부분의 특성에 대한 적응도 각각의 경우에 달성될 수 있다.
따라서, 순간 리저브를 설정함으로써 동적 거동 측면에서 네트워크 구조를 향상시키는 것이 가능할 수 있다. 즉, 많은 이러한 풍력 발전 시스템의 상응하는 설정에 의해, 보다 안정된 거동을 갖는 전기 공급 네트워크가 달성될 수 있다.
바람직하게는, 추가적인 전력 공급을 위해 제공되는지 또는 공급된 전력을 감소시키기 위해 제공되는지에 따라 상이한 크기의 리저브 레벨이 설정된다. 또한 이를 통해 네트워크 스윙을 상쇄시킬 수 있다.
바람직하게는, 리저브 레벨은 네트워크 연결 포인트의 특성에 따라 설정된다. 이는 특히 전기 공급 네트워크에 대한 네트워크 연결 포인트의 특성에 관련된다. 예를 들어, 순간 리저브는 네트워크 연결 포인트에서의 단락 전류 비에 따라 설정될 수 있다. 단락 전류 비라 함은 여기서 연결 전력에 대한 단락 전력의 비율로 이해된다. 단락 전력은 여기에 단락이 발생할 때 해당 전기 공급 네트워크가 네트워크 연결 포인트에서 제공할 수 있는 전력이다. 연결 전력은 연결된 공급 장치, 즉 풍력 발전 시스템 또는 풍력 발전 지역의 연결 전력이고, 이에 따라 풍력 발전 지역의 모든 풍력 발전 시스템의 합계이다. 바람직하게, 단락 전력은 직접적으로 고려되고, 이에 따라 리저브 레벨이 설정된다. 또한 이를 통해 지원 거동을 네트워크 특성에 잘 적응시킬 수 있다.
그러나 예를 들어 또한 네트워크 연결 포인트가, 특히 다른 전기 공급 네트워크 또는 순간적으로 분리된 공급 네트워크의 일부와의 결합이 존재하는 결합 포인트에 얼마나 가깝게 있는지 고려하는 것이 제안될 수도 있다.
따라서 또 다른 가능성은 결정된 네트워크 임피던스를 고려하고 이에 따라 리저브 레벨을 설정하는 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 서브 네트워크가 형성된 서브 네트워크 형성이 인식되었는지 여부에 따라 리저브 레벨을 설정하는 것이 제안된다. 특히, 이러한 서브 네트워크 형성의 경우에, 큰 순간 리저브를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 여기서 또한, 그러한 서브 네트워크가 인식된 경우에만 주로 순간 리저브를 제공하는 것이 고려된다. 인식된 서브 네트워크 형성의 경우에, 순간 리저브는 바람직하게는 공칭 순간 리저브 및/또는 이전에 설정된 순간 리저브와 비교하여 미리 결정된 값만큼 증가된다. 특히, 이는 이 경우 미리 결정된 값 또는 절대 값으로서 적어도 10%만큼 증가된다.
일 실시예에 따르면, 해당 풍력 발전 시스템이 그 순간에 풍력으로부터 전력을 발생시키는지 여부에 따라 순간 리저브가 제공되는 것이 제안된다. 바람직하게는 리저브 레벨이 풍력 발전 시스템의 작동 상태에 따라 설정되는 것이 제안될 수도 있다. 특히, 풍력 발전 시스템은 약한 풍력 및 이에 상응하여 발생하는 낮은 전력의 경우 낮은 리저브 레벨을 갖는데, 즉 낮은 순간 리저브를 제공하거나 또는 공급하는 것이 고려된다. 그러나 또한 반대의 경우도 고려되는데, 즉, 약한 풍력에서 상당히 높은 인버터 용량을 사용할 수 있는 경우도 있기 때문에, 약한 풍력에서 높은 순간 리저브를 제공하거나 또는 공급하는 것도 고려된다. 부수적으로, 풍력 발전 시스템은 예를 들어 풍력으로부터 전력을 발생시키지 않지만, 그러나 예를 들면 순간 리저브가 제공될 수 있는 배터리 저장 장치와 같은 전기 저장 장치를 갖는 경우에도, 순간 리저브를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 설정 기능을 통한 전력의 추가적인 공급 또는 공급된 전력의 감소가 전기 공급 네트워크의 상태에 의존하고 리저브 레벨에 의존하는 것이 제안된다. 따라서 이중 의존성이 제안된다. 예를 들어, 추가적으로 공급된 전력은 네트워크 주파수의 변화에 의존할 수 있다 - 동일한 내용은 공급된 전력을 감소하기 위해, 또한 다른 예들에 대해서도 동일하게 적용된다 - . 네트워크 주파수의 이러한 변화는 또한 시간에 따른 주파수 기울기(df/dt)를 통해 표시될 수도 있다. 바람직하게는 추가적으로 공급되는 전력은 이 주파수 기울기에 의존하며, 이 주파수 기울기가 더 커질수록 더 커진다. 리저브 레벨은 이러한 의존성에 추가적으로 영향을 준다. 추가적으로 공급된 전력은 이 경우, 간단한 예를 들면, 주파수 기울기에 비례하고 리저브 레벨에 비례할 수 있다.
일 실시예는 리저브 레벨이 설정 기능의 이득으로서 작용하는 것을 제안한다. 리저브 레벨은 이 경우 인자로서 고려될 수 있다. 주파수 기울기(df/dt)에 대한 의존성의 예에 대해, 이는 다음의 수식에 의해 주어질 수 있다:
Pz=Pz0*df/dt*Res*K
이 수식에서, Pz는 추가적으로 공급된 전력이고, Pz0는 전력 기준값이고, df/dt는 주파수 기울기이고, Res는 리저브 레벨이고, K는 수식의 물리적 단위를 조정할 수 있는 비례 계수 또는 정규화 계수이다. 전력 기준값 및 비례 계수를 결합할 수도 있다.
따라서, 리저브 레벨이 이득 계수로서 작용하여, 리저브 레벨이 어떤 값을 갖는지에 따라, 즉 얼마나 많은 순간 리저브가 제공되는지에 따라, 동일한 df/dt에 대해 상이한 강도로 반응할 수 있는 것이 달성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 리저브 레벨을 변경하기 위한 설정 값이 인터페이스를 통해 적어도 하나의 풍력 발전 시스템에 입력되는 것이 제안된다. 따라서, 리저브 레벨은 특히 외부로부터 변경될 수 있다. 이는 특히 네트워크 작동자 또는 중앙 제어 유닛 또는 제어 센터에 리저브 레벨을 설정할 수 있는 가능성을 제공한다. 이를 통해 네트워크의 현재 상황 또는 예상되는 상황을 고려할 수 있다. 예를 들어, 이러한 리저브 레벨의 변경에 의해, 순간 리저브는 예를 들어 대형 소비자의 예상되는 연결 또는 차단, 또는 네트워크 섹션의 연결 또는 분리와 같은 이벤트에 대해 설정될 수 있다.
인터페이스는 유선 또는 무선으로 구현될 수 있다. 특히, 설정 값의 이러한 입력을 위해, 기존 데이터 전송 경로, 특히 기존의 데이터 라인을 사용하는 것이 고려될 수도 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 풍력 발전 시스템이 정보로서 설정된 리저브 레벨을 제공하는 것이 제안된다. 이를 통해, 다른 액티브 유닛, 특히 다른 공급 유닛이 여기에 적합하게 맞추어질 수 있다. 특히, 이를 통해 어떠한 순간 리저브가 제공되는지를 알게 된다. 이러한 정보는 바람직하게는 다른 풍력 발전 시스템으로 전송되고, 추가적으로 또는 대안적으로 복수의 네트워크 연결 포인트를 모니터링하는 중앙 제어 유닛으로 전송된다. 특히, 복수의 네트워크 연결 포인트를 모니터링하고 네트워크 제어 장치로서 설계될 수 있는 중앙 제어 유닛은 이를 통해 전기 공급 네트워크 또는 관련 하위 섹션에서 사용 가능한 순간 리저브의 전반적인 상황을 조사하고 필요한 경우 제어 조치를 시작할 수 있다.
바람직하게는, 리저브 레벨의 양의 순간 리저브가 제공되며, 이는 또한 결합될 수도 있는 상이한 조치들에 의해 수행될 수 있다. 이러한 제안된 조치 중 하나는 회전 속도 범위 내의 회전 속도로 풍력 발전 시스템을 작동시키기 위한 상기 회전 속도 범위를 제공하는 것이다. 여기서 회전 속도는 기본적으로 풍력 발전 시스템의 로터의 회전 속도와 관련이 있다. 기어 리스 풍력 발전 시스템의 경우, 이는 발전기의 회전 속도와 동일하다.
회전 속도 범위 및 구체적인 회전 속도는 상기 회전 속도 범위의 하한 값까지 상기 회전 속도가 감소하면 회전 에너지로부터 상기 리저브 레벨의 양의 상기 순간 리저브가 제공될 수 있도록 선택된다. 우선, 관심사는 이러한 순간 리저브가 이 경우에 전체적으로 또는 부분적으로 회수되는지 여부에 관계없이, 이러한 제공의 가능성을 제공하는 것이다. 회전 속도 밴드라고도 지칭될 수 있는 회전 속도 범위의 제안된 설정은 특히 또한 풍력 발전 시스템이 바람직하게는 최적의 회전 속도로 작동되지만, 그러나 이러한 회전 속도는 여기서 회전 속도 범위로서 설정되는 사전 설정된 범위 내에서 전력 생산을 크게 악화시키지 않고 변경될 수 있다는 인식을 이용한다. 이 경우, 드물게, 예를 들어 1년에 1회 미만으로 전체 리저브 전력이 주로 회수된다는 것을 주목해야 한다.
또한, 보다 높은 순간 리저브가 또한 지원 조치의 보다 높은 이득을 달성할 수 있게 된다. 이 때 일반적으로 더 높은 지원 전력이 공급될 수 있다. 기존의 대형 파워 플랜트의 거동을 고려하고 직접 결합된 동기식 발전기에서 시작하여, 이는 예를 들어 +- 2%, (예를 들어 50Hz ± 1Hz)의 네트워크 주파수의 허용 주파수 밴드에서 직접 결합에 의해 또한 +- 2% 회전 속도 변경에 의해서만 지원 전력을 제공할 수 있다. 주파수와 회전 속도 사이의 직접 결합을 통해 이러한 관계가 결정된다.
또한 제안된 방법에서 회전 속도 범위는 허용된 주파수 밴드에 이론적으로 할당될 수 있다. 여기에서도 예를 들어 fN +- 2%의 허용 주파수 밴드에 nN +- 2%의 회전 속도 범위가 할당될 수 있다. 그러나 리저브 레벨이 증가하여 회전 속도 범위의 증가를 통해 제공되면, 이에 따라 또한 기본적으로 변경되지 않는 허용 주파수 밴드에도 더 높은 회전 속도 범위가 할당할 수 있다. 예를 들어 언급된 fN ± 2%의 주파수 밴드에는 이 경우 예를 들어, 리저브 레벨이 그에 상응하게 증가한 경우, nN +- 10%의 회전 속도 범위가 할당될 수 있다. 이는 회전하는 발전기의 회전 에너지로부터의 지원 전력의 사용이 제어 가능하다는 것을 나타낸다. 이것도 또한 제안된 방법의 장점이다.
그러나 또한 예를 들어 더 좁은 주파수 밴드만을 제어하는 것도 가능할 수 있다. 회전 속도 범위는 이 경우 이 좁은 주파수 밴드에 할당될 수 있다. 위의 예에 링크하기 위해서는, 이 경우 예를 들어 nN +- 10%의 회전 속도 범위가 fN +- 1%의 주파수 밴드에 할당될 수 있다. 이를 통해 비례 지원 전력은 2배가 된다. 이것은 이득의 증가에 해당한다. 상기 언급된 수식 Pz=Pz0*df/dt*Res*K에 의해, 이것은 비례성 인자의 상응하는 증가에 의해, 여기서는 즉 2배가 됨으로써 달성될 수 있다.
그 점에서 회전 속도 범위는 너무 크게 설정되지 않을 수 있는데, 왜냐하면 이 경우 그 가장자리에서 높은 성능 저하를 초래할 수 있기 때문이다. 이러한 큰 편차가 발생하는 것은 매우 드물게 발생한다는 것을 유의해야 한다. 이 경우 한편으로는 높은 순간 리저브를 제공할 필요성과 다른 한편으로는 가능한 한 최적의 동작 포인트에서 풍력 발전 시스템을 작동을 위한 것 사이에서 균형을 유지하는 것이 중요하다. 특히, 회전 속도는 최적 값을 취하도록 선택될 수 있다. 이 경우 회전 속도 범위는 이 최적의 값을 중심으로 예를 들어 대칭으로 설정되어, 이 회전 속도 범위의 가장자리는 이 최적의 회전 속도보다 각각 10% 높고 낮게 위치한다. 언급된 예에서 회전 속도가 최적 회전 속도로부터 이 회전 속도 범위의 더 낮은 영역으로 감소되면, 즉 언급된 예에서 10%만큼 감소되면, 이 경우 회전 에너지가 방출된다. 이것은 계산될 수 있어 이를 통해 제공 가능한 순간 리저브를 형성한다. 그러나 이러한 큰 변화는 매우 드물게만 발생한다. 이것은 50Hz 네트워크에서 47.5Hz 또는 51.5Hz로의 주파수 저하에 해당할 수 있으며, 이는 매년보다는 덜 빈번하게 예상된다.
회전 속도 범위의 상부 값, 즉 선택된 회전 속도 범위의 상한값은 네트워크로의 전력의 공급을 감소시키기 위해, 즉, 특히 네트워크에 너무 많은 전력이 존재하는 경우 전력 감소를 통한 네트워크 지원을 위해 사용될 수 있다.
어느 경우이든, 회전 속도 범위의 설정의 이러한 변형은 풍력 발전 시스템이 최적의 동작 포인트에서, 즉 특히 회전 속도를 최적화하여 계속 작동될 수 있다는 장점을 갖는다. 순간 리저브가 회수되거나 또는 제공되어야 하는 경우가 실제로 발생하는 경우에만, 상기 언급된 회전 속도 감소가 수행된다. 순간 리저브의 설정은 이 경우 한편으로는 전기 공급 네트워크의 네트워크 지원에 대한 계산 가능한 값을 생성하며, 이 값에 의해 예를 들어 전기 공급 네트워크의 작동자가 계산을 행할 수 있다. 또한, 이러한 미리 결정된 순간 리저브는 이 순간 리저브를 분배함으로써 풍력 발전 시스템이 어떤 동작 포인트에서 변경되는지에 대한 확실성을 제공한다. 따라서 동작 포인트가 얼마나 악화되었는지 특히 그러나 풍력 발전 시스템이 그러한 동작 포인트에서 계속 작동할 수 있는지를 사전에 알게 되고 예측할 수 있다.
또 다른 매우 유사한 실시예에 따르면, 하한 회전 속도 및 상기 하한 회전 속도에 대해 회전 속도 차이만큼 증가된 상한 회전 속도가 제공되도록 제안된다. 그런 다음 풍력 발전 시스템은 상한 회전 속도에서 작동된다. 따라서, 회전 속도는 의도적으로 증가되어, 이를 통해 순간 리저브보다 더 높은 회전 에너지를 제공할 수 있다.
회전 속도 차이는 여기서 상한 회전 속도를 하한 회전 속도로 낮추면 리저브 레벨의 양의 순간 리저브로서 회전 에너지가 배출되도록 선택된다. 또한 회전 에너지의 방출을 위해 회전 속도의 목표된 감소를 가능하게 하는 상응하는 회전 속도가 제공된다. 여기서, 최적의 회전 속도보다 더 높은 회전 속도로 풍력 발전 시스템을 작동하는 것이 특히 제안된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 적어도 하나의 풍력 발전 시스템의 동작 포인트를 그에 따라 변경하는 것이 제안된다. 또한, 이것은 회전 속도의 변화에 영향을 줄 수 있다. 그러나 예를 들어 부분 부하 범위에서 다른 블레이드 각도를 설정하는 것과 같은 다른 가능성이 또한 고려될 수 있다. 이것은 이 경우 변화된 회전 속도와 결합될 수 있으며, 따라서 회전 속도와 블레이드 각도가 변경된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 리저브 레벨의 양으로 저장되고 회수될 수 있는 저장 에너지를 전기 에너지 저장 장치에 제공하는 것이 제안된다. 따라서, 예를 들어 배터리 저장 장치일 수 있는 에너지 저장 장치가 우선 제안된다. 그러나, 필요한 경우 저장된 에너지를 전기 에너지로 변환하는 예를 들어 가스 저장 장치 또는 별도의 플라이휠 저장 장치와 같은 다른 저장 매체를 포함할 수도 있다. 그러한 전기 에너지 저장 장치를 제공함으로써, 풍력 발전 시스템이 이러한 에너지 저장에 대응하게 추가적인 전력을 공급할 수 있고 이에 따라 추가적인 순간 리저브를 제공할 수 있는 것이 달성될 수 있다.
또한, 풍력 발전 시스템 자체는 기본적으로 최적의 동작 포인트에서 계속해서 작동되고, 단지 상기 언급된 전기 에너지 저장 장치가 상응하는 순간 리저브를 제공하는 것이 고려된다. 이것은 상황에 따라 변경될 수도 있다. 예를 들어, 이를 위해 상대적으로 작은 순간 리저브를 설정할 때 또는 제공할 때 전기 저장 장치만을 제공하고, 높은 순간 리저브를 제공할 때에만 풍력 발전 시스템의 로터의 상기 설명된 회전 에너지를 추가적으로 제공하는 것이 제안된다. 부수적으로, 이러한 실시예는 에너지 저장 장치에서 회수 가능한 저장 장치 에너지에 기초한다. 이는 예를 들어 손상을 발생시킬 수도 있는 특정 방전 레벨까지만 방전되는 배터리 저장 장치와 관련될 수 있다. 그렇다면 더 이상 회수 가능한 것으로 설명될 수 없는 에너지가 저장될 것이다.
또 다른 실시예에 따르면, 전기 공급 네트워크에서, 전기 공급 네트워크 내에서의 스윙 주파수를 그리는 네트워크 진동이 검출되고, 리저브 레벨이 이러한 검출된 네트워크 진동에 따라 설정되는 것이 제안된다. 따라서, 주파수가 진동 방식으로 증가하고 다시 감소하는 것이 검출되면, 이는 각각 제공되는 순간 리저브를 변경하는 것을 유발하도록 간주될 수 있다. 이를 통해, 해당 풍력 발전 시스템의 네트워크 지원을 위한 특성이 변경될 수 있고, 따라서 또한 전기 공급 네트워크의 모멘텀이 변경될 수 있다. 이것은 특히 매우 많은 풍력 발전 시스템이 상응하는 조치를 취할 때 그러하다.
기본적으로, 실시예들은 결합될 수 있다. 여기서, 검출된 네트워크 진동에 따른 리저브 레벨의 변화는 네트워크 연결 포인트의 특성에 따라 리저브 레벨이 설정된다는 제안과 유리하게 조합될 수 있다는 것이 특히 지적된다. 따라서 전체 전기 공급 네트워크 또는 복수의 네트워크 연결 포인트를 포함하는 적어도 하나의 네트워크 섹션에 대해 관련되는 네트워크 진동을 검출할 때 개별 전원 네트워크 연결 포인트의 리저브 레벨이 다르게 설정되거나 또는 변경되는 것이 특히 제안된다.
리저브 레벨은 바람직하게는 네트워크 연결 포인트의 결합 강도에 따라 설정된다. 이러한 결합 강도는 네트워크 연결 포인트가 전기 공급 네트워크에 얼마나 강하게 결합되어 있는지에 대한 척도이다. 이는 특히 전력 공급 네트워크의 변화, 특히 전압 변화 및/또는 전력 밸런스의 변화가 해당 네트워크 연결 포인트에 어느 정도까지 영향을 미치는지에 관한 문제에 관한 것이다. 이 영향이 적을수록, 결합 강도가 낮아진다. 바람직하게는, 결합 강도가 작을수록, 순간 리저브는 더 작게 설정된다.
일 실시예에 따르면, 네트워크를 지원하기 위해 생성된 전력에 추가하여, 리저브 레벨의 양까지의 에너지가 전기 공급 네트워크에 공급되는 것이 제안된다. 이는 바람직하게는 전기 공급 네트워크의 네트워크 전압 변화에 따라 이루어진다. 특히 네트워크 전압이 정격 전압 이하로 감소되는 경우, 지원을 위해 전력을 공급하는 것이 제안된다. 제공되는 순간 리저브까지의 전력의 추가적인 공급 또는 공급된 전력의 감소는 또한 전력 밸런스에 대한 인디케이터가 될 수 있는 네트워크 주파수에 따라서도 발생할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 전기 공급 네트워크의 네트워크 주파수 변화에 따라 추가적인 전력을 공급하는 것이 제안된다. 따라서 전기 공급 네트워크의 절대 주파수가 아니라 또는 전기 공급 네트워크의 절대 주파수만이 아니라, 그 변화가 고려되어야 한다. 특히, 주파수 기울기(df/dt)가 고려될 수 있으며, 주파수 기울기의 양이 더 커질수록, 지원을 위한 더 많은 전력을 전기 공급 네트워크로 공급하거나 또는 공급된 전력을 더 강하게 감소시키는 것이 제안된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 전기 공급 네트워크에서 발생된 전력과 소비된 전력 사이의 전력 차이에 따라 추가적인 에너지를 공급하는 것이 제안된다. 특히 발전 유닛을 통해 공급되는 것보다 더 많은 전력이 소비되는 경우에, 이러한 추가적인 에너지가 보상을 위해 그리고 이에 따라 지원을 위해 공급될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 외부로부터 전송된 요구에 따라 추가적인 에너지를 공급하는 것이 제안된다. 이것은 특히 전기 공급 네트워크의 작동자에 의한 요구에 따라 수행될 수 있다. 이를 통해 전기 공급 네트워크 작동자, 즉 네트워크 작동자는 이러한 풍력 발전 시스템을 제어 수단으로서 사용할 수 있다. 특히, 또한 여기서 네트워크 작동자 또는 또 다른 중앙 제어 유닛이 리저브 레벨을 설정할 수 있을 뿐만 아니라 설정할 수 있는 경우, 리저브 레벨을 통해 입력되는 이러한 순간 리저브가 실제적으로 또한 공급되는 경우, 조합이 유리하다. 예를 들어, 서브 네트워크에서 주파수 동기화를 위해 보다 높은 전력을 일시적으로 공급하는 것이 제공될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 네트워크 지원을 위해 전력의 추가적인 공급 또는 공급된 전력의 감소는 적어도 하나의 커패시터 수단의 저장 에너지, 적어도 하나의 풍력 발전 시스템의 회전 에너지 및 적어도 하나의 배터리 저장 장치의 저장 에너지의 취출 또는 저장 하에 수행되고, 취출되거나 또는 저장될 에너지 양에 따라 우선 상기 커패시터 수단으로부터의 저장 에너지가 취출되거나 또는 저장되고, 그 후 더 추가의 에너지가 필요하면, 상기 적어도 하나의 풍력 발전 시스템으로부터의 회전 에너지가 사용되고, 그리고 그 후 더 추가의 에너지가 필요하면, 상기 배터리 저장 장치로부터의 저장 에너지가 사용되는 것이 제안된다. 회전 에너지의 사용은 특히 풍력 발전 시스템의 공기 역학적 로터의 회전 에너지와 관련이 있다. 여기서 따라서, 공기 역학적 로터로부터의 회전 에너지를 사용하거나 또는 공기 역학적 로터의 회전 에너지로서 에너지를 저장하는 것이 제안된다.
이를 통해 복수의 에너지 소스 또는 에너지 흡수원을 사용함으로써 많은 양의 제어 에너지가 생성되는 것이 우선 달성된다. 목표된 시퀀스, 우선 커패시터 수단을 사용하고 그 후 로터를 사용하고 마지막으로 배터리 저장 장치를 사용함으로써 이러한 다양한 저장 매체가 능숙하게 이용되게 된다. 종종, 커패시터 수단의 저장 에너지는 순간 리저브로서 충분할 수 있고, 커패시터 수단에 의해 신속하게 저장 효과 없이 제공될 수 있다.
더 많은 에너지가 필요하면, 공기 역학적 로터가 사용된다. 이 경우 이는 저장 효과 없이도 작동하며 커패시터로부터 공기 역학적 로터로 에너지 소스로서 이동하는 것이 유리할 수 있다는 것이 인식되었다. 이것이 충분하지 않을 때에만, 배터리 저장 장치가 사용된다.
또한, 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 각각에 의해 복수의 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 방법이 제안되고, 상기 네트워크 연결 포인트 각각에서 각각 전력을 공급하기 위해 상기 설명된 실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따른 방법이 사용되고, 상기 네트워크 연결 포인트 각각에 대해 리저브 레벨이 다르게 설정될 수 있다.
이를 통해, 전기 공급 네트워크 또는 전기 공급 네트워크의 적어도 관련 섹션의 동역학에 대한 목표된 그리고 조정된 변경 또는 설정이 특히 이루어질 수 있다. 이는 바람직하게는 중앙 제어 유닛, 특히 네트워크 제어 장치를 통해 수행되며, 추가적으로 또는 대안적으로 네트워크 작동자에 대한 중앙 설정 가능성을 제공하는 것이 제안된다.
바람직하게는, 상기 복수의 네트워크 연결 포인트에 대해 함께, 제공된 총 순간 리저브가 양에 따라 설정된다. 이에 따라 상기 네트워크 연결 포인트 각각에 대해 리저브 레벨이 결정되어, 특히 상기 리저브 레벨의 합계는 상기 제공된 총 순간 리저브의 양에 상응한다. 이를 통해 복수의, 특히 보다 많은 네트워크 연결 포인트 또는 보다 많은 네트워크 연결 포인트의 풍력 발전 시스템의 리저브 레벨의 조정된 설정을 통해 또한 상당히 많은 총 순간 리저브가 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 단계에서는, 필요한 전체의 또는 적어도 바람직한 순간 리저브가 설정될 수 있다. 제2 단계에서는, 이 경우 또한 전기 공급 네트워크의 동역학에 영향을 미치기 위해 순간 리저브의 상응하는 분배가 제공될 수 있다. 따라서, 한편으로는 절대 레벨에서의 네트워크 지원이 구현될 수 있고, 다른 한편으로는 예를 들어 전기 공급 네트워크 또는 해당 네트워크 섹션의 스윙 거동이 영향을 받을 수 있다.
또한 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 풍력 발전 시스템이 제안된다. 이러한 풍력 발전 시스템은 풍력으로부터 전력을 생성하기 위한 공기 역학적 로터 및 발전기, 상기 생성된 전력 또는 그 일부를 상기 전기 공급 네트워크로 공급하기 위한 공급 유닛, 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해 상기 전기 공급 네트워크로 공급하기 위해 순간 리저브를 제공하기 위한 제어 유닛, 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해 상기 제공되는 순간 리저브 또는 그 일부가 네트워크 특성 및/또는 외부 요구에 따라 상기 전기 공급 네트워크로 공급되도록 상기 풍력 발전 시스템을 제어하기 위한 제어 수단을 포함하고, 또한 상기 제공되는 순간 리저브의 양을 리저브 레벨(제공 레벨)로서 설정하기 위한 설정 수단을 포함한다.
따라서, 공기 역학적 로터를 갖는 풍력 발전 시스템에 의해 풍력이 회전 운동으로 변환되고, 이를 통해 발전기에 의해 풍력으로부터 전력이 생성된다. 경우에 따라 손실 또는 다른 전원 유출에 의해 감소될 수 있는 이러한 전력은 공급 유닛을 통해 전기 공급 네트워크로 공급된다. 공급 유닛은 특히 인버터로 설계될 수 있다.
제어 유닛을 통해 순간 리저브가 제공되어, 이에 따라, 이 순간 리저브 또는 그 일부가 공급될 때 전기 공급 네트워크를 지원할 수 있다. 제어 수단은 제공된 순간 리저브 또는 그 일부가 네트워크 특성에 따라 그리고 추가적으로 또는 대안적으로 외부 요구에 따라 전기 공급 네트워크로 공급되도록 풍력 발전 시스템을 제어하여, 전기 공급 네트워크에 대한 원하는 지원을 달성할 수 있다.
마지막으로, 리저브 레벨을 설정하는 설정 수단이 제공된다. 따라서, 설정 수단은 제공되는 순간 리저브의 양을 설정한다. 제어 유닛에 동일하게 적용되는 설정 수단은 추가 요소로서 또는 이러한 풍력 발전 시스템에 이미 존재하는 제어 유닛의 일부로서 제공될 수 있다.
특히, 풍력 발전 시스템은 전술한 실시예들 중 적어도 하나의 실시예에 따른 방법을 수행하도록 준비되는 것이 제안된다. 특히, 풍력 발전 시스템은 이러한 목적을 위해 제어 장치를 포함하는 것이 제안될 수 있다. 이러한 제어 장치는 순간 리저브를 제공하기 위한 제어 유닛과, 추가적으로 또는 대안적으로 제공되는 순간 리저브의 레벨을 설정하기 위한 설정 수단을 포함할 수 있거나, 또는 제어 유닛 및/또는 설정 수단은 개별적인 요소로서 제공된다. 제어 장치는 예를 들어 정보를 수신하고 또한 송신하기 위해 데이터 교환을 위한 인터페이스를 또한 제어할 수도 있다.
바람직하게는, 풍력 발전 시스템은 순간 리저브 또는 그 일부를 제공하기 위한 적어도 하나의 전기 에너지 저장 장치를 포함한다. 리저브 레벨의 양의 순간 리저브는 따라서 이러한 적어도 하나의 전기 에너지 저장 장치에 의해 제공될 수 있거나 또는 이러한 전기 에너지 저장 장치에 의해 제공되고 풍력 발전 시스템의 로터의 회전 에너지를 통해 보완된다.
또한, 복수의 풍력 발전 시스템을 갖는 풍력 발전 지역이 제안되며, 여기서 하나, 복수의 또는 모든 풍력 발전 시스템은 적어도 하나의 상술된 실시예에 따라 설명된 바와 같은 풍력 발전 시스템이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 풍력 발전 지역은 상기 설명된 적어도 하나의 실시예에 따른 적어도 하나의 방법을 수행하도록 준비된다. 특히, 풍력 발전 지역은 이를 위해 제어 장치를 포함할 수 있으며, 상기 제어 장치는 대응하는 방법 단계들을 수행하거나 또는 적어도 조정한다.
또한, 전기 공급 네트워크에 전력을 공급하기 위한 복수의 공급 장치를 제어하기 위한 네트워크 제어 장치가 제안된다. 이들 공급 장치의 각각은 풍력으로부터 전력을 발생시키기 위한 적어도 하나의 풍력 발전 시스템을 포함한다. 공급 장치는 이 경우 또한 각각 풍력 발전 지역을 포함하거나 또는 풍력 발전 지역일 수 있다.
또한, 각각의 공급 장치는 네트워크 연결 포인트를 통해 전기 공급 네트워크로 각각의 경우에 전력 또는 그 일부를 공급하기 위한 공급 유닛을 포함한다. 따라서 각각의 공급 장치에 대해 네트워크 연결 포인트가 제공된다. 네트워크 연결 포인트는 또한 공급 장치의 일부로 간주될 수도 있다.
각각의 공급 장치는 또한 순간 리저브를 제공하기 위한 제어 유닛을 포함하여, 필요에 따라 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해 전기 공급 네트워크로 공급하기 위한 순간 리저브를 제공할 수 있다. 또한, 이러한 공급 장치는 제공되는 순간 리저브의 양을 리저브 레벨로 설정하기 위한 설정 수단을 포함한다.
네트워크 제어 장치는 또한 네트워크 제어 장치와 공급 장치 사이에서 데이터를 교환하기 위한 데이터 전송 수단을 포함한다. 이러한 데이터 전송 수단은 무선 링크, 유선 접속 또는 이들의 조합일 수 있다. 기존의 통신 장치를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 네트워크 제어 장치는 상기 공급 장치에 대해 각각 상이한 리저브 레벨을 설정하기 위한 설정 수단을 포함하여, 상기 공급 장치는 이에 기초하여 상기 제공되는 순간 리저브의 양을 설정할 수 있다. 따라서, 이러한 네트워크 제어 장치에 의해, 그들의 제공되는 순간 리저브에 관한 중앙 제어 또는 해당 공급 장치의 적어도 조정이 수행될 수 있다. 따라서 네트워크 제어 장치는 공급 유닛 각각이 얼마나 많은 순간 리저브를 제공하고 그 후 필요에 따라 또한 공급하는지를 조정한다.
바람직하게는, 공급 장치는 각각 풍력 발전 지역으로서 설계되고, 특히 풍력 발전 지역의 적어도 하나의 실시예에 따라 위에서 설명한 바와 같이 설계된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 각각의 공급 장치는 위에서 설명한 실시예들 중 하나에 따른 적어도 하나의 풍력 발전 시스템을 포함한다. 따라서, 이러한 네트워크 제어 장치를 통해 그에 상응하게, 상이한 네트워크 연결 포인트를 통해 전력을 공급하는 복수의 풍력 발전 시스템 또는 풍력 발전 지역이 조정될 수 있다.
바람직하게는, 네트워크 제어 장치는 전기 공급 네트워크의 네트워크 상태를 기록하기 위한 적어도 하나의 센서 장치를 포함하고, 이로써 특히 전기 공급 네트워크의 전압 레벨뿐만 아니라 전기 공급 네트워크의 주파수도 기록될 수 있다. 이에 따라, 이 경우 평가 장치를 통해 리저브 레벨은 기록된 네트워크 상태 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 평가 장치는 네트워크 상태에 대한 또 다른 가능성인 네트워크 진동을 결정할 때 그에 상응하게 여러 공급 장치에 대해 상이한 리저브 레벨을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 네트워크 제어 장치는 위에서 설명한 실시예에 따라 복수의 네트워크 연결 포인트에서 전력을 공급하기 위한 방법을 실행하거나 또는 조정하도록 준비된다. 특히, 공급 장치는 또한 필요한 것으로 인식된 또는 외부로부터 미리 설정된 총 순간 리저브를 개별 공급 장치에 대해 분배하도록 준비된다.
이하에서 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 기초로 예로서 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 풍력 발전 시스템을 사시도로 도시한다.
도 2는 풍력 발전 지역을 개략적으로 도시한다.
도 3은 중심 및 주변 영역을 도시하기 위한 가능한 네트워크 구조를 개략적으로 도시한다.
도 4는 상이한 회전 속도 특성 곡선을 도시한다.
도 5는 회전 속도와 전력 사이의 관계를 도시한다.
도 6은 전기 공급 네트워크의 네트워크 섹션을 도시한다.
도 1은 타워(102) 및 나셀(104)을 갖는 풍력 발전 시스템(100)을 도시한다. 나셀(104)에는 3개의 로터 블레이드(108) 및 스피너(110)를 갖는 로터(106)가 배치되어 있다. 로터(106)는 작동 시 풍력에 의해 회전 이동하도록 설정되고, 그에 따라 나셀(104) 내의 발전기를 구동한다.
도 2는 동일하거나 또는 상이할 수도 있는 예시적인 3개의 풍력 발전 시스템(100)을 갖는 풍력 발전 지역(112)을 도시한다. 3개의 풍력 발전 시스템(100)은 따라서 기본적으로 풍력 발전 지역(112)의 임의의 개수의 풍력 발전 시스템을 나타낸다. 풍력 발전 시스템(100)은 그들의 전력, 즉 특히 생성된 전류를 전기 발전 지역 네트워크(114)를 통해 제공한다. 이 경우에, 개별의 풍력 발전 시스템(100)의 각각의 생성된 전류 또는 전력은 합산되고, 일반적으로 변압기(116)가 제공되어, 발전 지역 내의 전압을 고 변환시키고, 그 후 일반적으로 PCC로도 지칭되는 공급 포인트(118)에서 공급 네트워크(120)로 공급한다. 도 2는 예를 들어 제어 장치가 존재함에도 불구하고, 예를 들어 제어 장치를 도시하지 않은 풍력 발전 지역(112)의 단순화된 표현이다. 또한, 예를 들어, 단지 다른 실시예를 언급하기 위해, 예를 들어 변압기가 또한 각 풍력 발전 시스템(100)의 출력부에도 존재하는 발전 지역 네트워크(114)가 예를 들어 다르게 설계될 수도 있다.
도 3은 전기 공급 네트워크(50) 또는 그 일부를 개략적으로 도시한다. 이 전기 공급 네트워크(50)는 예로서 대형 파워 플랜트(52), 예를 들어 제철소 또는 다른 생산 설비와 같은 산업 소비자(54) 및 도시(56)를 나타낸다. 또한, 다양한 소도시(58) 및 4개의 풍력 발전 시스템(WT1 내지 WT4)이 배치된다. 네트워크는 상이한 전압의 상이한 네트워크 섹션, 즉 최고 전압 네트워크(HH), 고전압 네트워크(H), 복수의 중간 전압 네트워크(M) 및 복수의 저전압 네트워크(N)를 포함한다. 이들 상이한 네트워크 사이에 그리고 대형 파워 플랜트(52), 산업 소비자(54) 및 풍력 발전 시스템(WT1 내지 WT4)에 대해 각각 변압기(T)가 배치된다. 변압기(T)뿐만 아니라 소도시(58)도, 물론 구체적으로는 각각의 경우에 다르게 설계되지만, 참조 번호는 구별되지 않는다. 풍력 발전 시스템 또는 풍력 터빈(WT1 내지 WT4)은 또한 각각 복수의 풍력 발전 시스템을 각각 포함하는 풍력 발전 지역을 나타낼 수도 있다. 풍력 발전 시스템(WT1 내지 WT4) 중 하나의 각각의 변압기(T)는 또한 여기에서 설명된 교시를 이해하기 위해 네트워크 연결 포인트로 간주될 수도 있다.
이러한 전기 공급 네트워크(50)에서, 대형 파워 플랜트(52)는 공급되는 에너지의 양과 관련하여 대형 생성 장치를 나타낸다. 산업 소비자(54)는 이러한 의미에서 대형 소비자를 나타낸다. 도시(56)는 또한 비교적 큰 소비자를 형성하고, 소도시(58)는 각각 더 작은 소비자를 형성한다. 어쨌든 풍력 터빈(WT1 내지 WT4)은 대형 파워 플랜트(52)와 비교하여 더 작은 에너지 생성 유닛으로 간주될 수 있다. 그러나, 풍력 터빈(WT1 내지 WT4)은 여기에서도 또한 각각 풍력 발전 지역을 나타낼 수 있다는 것을 유의해야 한다. 이 경우 이는 풍력 발전 지역으로서 에너지 생산에 크게 기여할 수 있다. 그러나 기존의, 적어도 잠재적인 회전 에너지의 비율이 훨씬 더 높다. 이것은 여기에서 인식되어 왔고, 이러한 회전 에너지를 유리하게 사용하도록 제안되었다.
정상 작동 시, 특히 산업 소비자(54)가 작동되고 대형 파워 플랜트(52)가 작동되는 경우, 대형 파워 플랜트(52)로부터 산업 소비자(54)로의 상당한 에너지 흐름 및 대형 파워 플랜트(52)로부터 도시(56)로의 상당한 에너지 흐름이 제공되게 된다. 산업 소비자(54)가 전력 출력을 변경하는 경우, 특히 네트워크로부터 분리되거나 또는 네트워크로 연결되는 경우, 이는 풍력 터빈(WT2)에 특히 강한 영향을 미친다. 대형 파워 플랜트(52)의 변경에 대해서도, 특히 네트워크로부터 분리되는 경우에, 동일하게 적용된다. 따라서, 풍력 터빈(WT2)의 네트워크 연결 포인트는 전기 공급 네트워크(50)에 특히 강하게 결합된다.
종종 결합은 주변부보다 전기 공급 네트워크의 중심 또는 부-중심에서 더 강하다. 중심은 여기에 명확하게 "Z"로 표시되어 있다. 2개의 주변부로서 2개의 영역이 "Per"로 표시된다. 그러나, 중심과 주변부의 이러한 표시는 명확하게 이해되어야 한다. 실제로, 대형 발전 플랜트(52) 근처의 최고 전압 라인(HH)은 도트로 표시되므로, 전기 공급 네트워크는 여전히 계속되고, 따라서 또한 다른 중심 또는 부-중심도 여전히 생길 수 있다.
그러나 결합의 강도는 중심에 대한 근접성에 의존할 필요는 없고 또는 배타적으로 중심에 대한 근접성에 의존할 필요는 없다. 예를 들어 또한 전송 라인의 특성과 같은 다른 기준들도 또한 역할을 한다. 결합 강도는 상황에 따라 그리고/또는 시간에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면 낮에는 밤과 다를 수 있다. 이 예에서는 특히 개별 네트워크 연결 포인트의 다른 강도의 결합이 설명된다.
따라서, 풍력 터빈(WT2)의 네트워크 연결 포인트는 전기 공급 네트워크에 매우 강하게 결합된다. 풍력 터빈(WT1)은 다소 개별적이어서 그 네트워크 연결 포인트는 전기 공급 네트워크와 더 약하게 결합되어야 한다. 산업 소비자(54)에서의 강한 전력 변동은 풍력 터빈(WT2)에 대한 것보다 풍력 터빈(WT1) 또는 그 네트워크 연결 포인트에 대해 덜 효과를 줄 수 있다.
도 6의 다른 풍력 터빈(WT3, WT4)은 네트워크 연결 포인트의 결합 강도의 관점에서 이들 2개의 풍력 터빈(WT1, WT2) 사이에 위치한다. 풍력 터빈(WT3) 또는 그 네트워크 연결 포인트는 풍력 터빈(WT2)보다 약하게 결합되지만, 그러나 풍력 터빈(WT1)보다 더 강하게 결합되는데, 왜냐하면 이는 도시(56)가 또한 연결되는 동일한 중간 전압 네트워크로 전력을 공급하기 때문이다. 풍력 터빈(WT4)은 이와 관련해서 또한 풍력 터빈(WT3)보다 더 약하게 결합되지만, 그러나 풍력 터빈(WT1)보다 더 강하게 결합되는데, 왜냐하면 풍력 터빈(WT1)은 소도시(58)가 연결되는 중간 전압 네트워크로 전력을 공급하는 반면, 풍력 터빈(WT4)은 2개의 소도시(58)가 연결되는 중간 전압 네트워크로 전력을 공급하기 때문이다. 이 모든 것은 여기서 많은 다른 요소들을 고려하지 않는 단지 예시적인 실시예로서만 이해되어야 한다. 예시적으로 언급된 결합 강도에 대해, 분류 또는 수치에 따른 평가가 사용될 수 있는데, 예를 들어 0에서 1까지의 값을 갖는 평가가 사용될 수 있다. 이러한 분류 또는 이러한 평가는 바람직하게는 서로 다른 순간 리저브를 제공하고 필요에 따라서는 또한 제공하도록 사용될 수 있다. 따라서 결합 강도의 분류 또는 평가에 따라 리저브 레벨을 설정할 수 있다. 특히, 결합 강도가 클수록 또는 결합 강도가 더 크게 평가될수록, 리저브 레벨을 더 크게 설정하는 것이 제안된다. 도 3에 도시된 구조의 예에 대해, 이것은 풍력 터빈(WT2)에 대해 가장 큰 순간 리저브, 즉 가장 큰 리저브 레벨을 제공하고, 풍력 터빈(WT1)에 대해 가장 낮은 리저브 레벨을 제공한다는 것을 의미한다.
특히, 그러한 순간 리저브를 위해 요구되는 에너지를 제공하기 위해, 대응하는 많은 양의 회전 에너지가 제공될 수 있도록, 보다 높은 회전 속도로 풍력 발전 시스템을 작동시키거나, 또는 적어도 더 큰 회전 속도 밴드를 허용하는 것이 유리할 수 있다. 풍속의 측정을 통해 설정이 실제로 이루어지지 않는 경우에도, 보통 각각의 풍력 발전 시스템에 대해 각각의 작동 포인트에 대한, 특히 각각의 풍속에 대한 최적의 회전 속도가 있고, 이는 그러나 설명을 위한 역할을 할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 더 높은 회전 속도 또는 더 낮은 회전 속도를 갖는 풍력 발전 시스템은 큰 손실 또는 높은 부하를 감수할 필요가 없이도 거의 최적으로 작동될 수 있다. 따라서, 예를 들어 도 3의 풍력 터빈(WT2)과 같이, 풍력 발전 시스템이 특히 많은 순간 리저브를 제공하는 경우, 이는 풍력 발전 시스템(100)의 로터(108)에서의 회전 에너지에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어 회전 속도가 10% 증가하면, 이를 통해 물리적으로 약 20% 더 많은 회전 에너지가 이미 존재한다. 그러나, 시스템이 이에 따라 계속해서 가동할 정도의 많은 회전 에너지만을 회수하는 것이 바람직하므로, 회수 가능한 회전 에너지만이 고려된다면, 이와 같이 예시적으로 언급된 바와 같이 회수 가능한 회전 에너지에 대해 회전 속도를 10%만큼 증가시키면 언급된 20%보다 훨씬 더 높은 에너지 제공이 달성될 수 있다.
구현을 위해, 예를 들어 풍력 터빈(WT2)에 대한 경우와 같이, 이것이 바람직하다면, 풍력 발전 시스템은 가능한 다양한 회전 속도 특성 곡선으로부터 대응되는 것, 즉 더 높은 회전 속도를 갖는 회전 속도 특성 곡선을 선택할 수 있다.
이러한 상이한 회전 속도 특성 곡선이 도 4에 도시되어 있다. 여기에는 예시적으로 3개의 회전 속도 특성 곡선(K1 K2 및 K3)이 예시되어 있다. 그러나 이 도 4는 설명을 위한 것에 불과한데, 왜냐하면 일반적으로 풍력 발전 시스템에는 회전 속도-출력-특성 곡선이 저장되어 있지만 회전 속도-풍속-특성 곡선은 저장되어 있지 않기 때문이다. 부분 부하 범위에서, 즉 풍력 발전 시스템이 아직 최대 전력을 제공할 수 없고 도 4에서 시작 풍속(VWS)과 정격 풍속(VWN) 사이에 존재하는 영역에서 최적의 정상 상태의 작동을 가정하면 각 풍속에 또한 전력이 할당될 수 있다. 어떤 경우이든, 이 부분 부하 범위에서, 더 높은 에너지를 제공하기 위해 더 높은 회전 속도가 요구되는지 여부에 따라, 다른 특성 곡선(K1, K2 또는 K3)이 선택될 수 있다.
정격 풍속에서, 또는 그 이전에, VVN 정격 회전 속도(nN)에 도달하면, 시스템 안전상의 이유로 정격 회전 속도보다 더 높은 회전 속도는 일반적으로 사용될 수 없다. 그러나 예외적인 상황에서, 특히 단기적으로 네트워크 지원이 예상되는 경우, 더 높은 회전 속도가 고려될 수 있다. 이것은 도 4에서 공칭 풍속(VWN) 이후의 범위에서 점선으로 된 특성 곡선에 의해 도시된다.
도 5는 전력/회전 속도 곡선 모임, 즉 3 m/s로부터 13 m/s까지의 다양한 풍속에 대한 전력/회전 속도 곡선을 도시한다. 이 도면은 숫자 값이 없는 단순 도식이다. 이는 로터의 정격 회전 속도 또는 정격 전력에 대해 각각 표준화가 가정될 수 있다.
먼저, 회전 속도(n)에 따라 각각의 곡선에 도시되는 전력(P)은 회전 속도가 최대가 됨에 따라 증가한다는 것을 알 수 있다. 여기서 최적의 전력이 있다. 풍속이 3 내지 10 m/s인 경우, 이 최적값은 곡선 모임과 교차하는 작동 특성 곡선으로 표시된다. 10 m/s에 대한 곡선에서 최대 회전 속도에 도달하므로, 이에 따라 여기까지 최적 회전 속도를 나타낸다. 높은 풍속의 경우 최적 회전 속도는 n_max로 표시되는 최대 회전 속도보다 높다. 따라서 10 m/s에 대한 전력/회전 속도 곡선에서 시작하여 작동 특성 곡선은 수직으로 상승하는데, 그 이유는 시스템은 회전 속도와 관련하여 조절되기 때문이다.
예를 들어, 10 m/s에 대한 전력/회전 속도 곡선에서 작동 특성 곡선에 대해 편차가 있는 2개의 동작 포인트가 입력되며, 이는 최적 회전 속도보다 약 10%만큼 낮게 또는 높게 위치한다. 최적 회전 속도로부터의 이러한 편차 회전 속도는 전력을 본질적으로 더 낮게 감소시킨다는 것이 인식되었다. 이들 2개의 편차가 있는 동작 포인트는 풍력 발전 시스템이 순간 리저브를 제공하도록 동작할 수 있는 회전 속도 밴드를 나타낼 수 있다. 이러한 회전 속도 밴드는 바람직하게는 경계 조건에 따라, 상이한 풍력 발전 시스템에 대해, 상이한 네트워크 연결 포인트에 대해 그리고/또는 상이한 상황에 대해 폭이 상이하게 선택될 수 있다.
따라서 제안된 해결 방안은 전기 공급 네트워크의 구조에 적합하게 맞추어질 수 있는 순간 리저브의 목표된 제공을 통한 네트워크 지원을 위한 방법을 제공한다. 이를 통해 전기 공급 네트워크의 동적인 거동은 또한 전반적으로 긍정적인 영향을 받을 수 있다.
도 6은 대형 파워 플랜트(652), 도심 주거지(658), 산업 소비자(654), 도시(656) 및 복수의 풍력 발전 지역(WP1 내지 WP3)을 포함하는 네트워크 섹션(650)을 도시한다. 이들 요소들은 각각 또한 예시적으로 그 유형의 다른 요소를 나타내기도 하며, 설명을 위해 각각의 경우 변압기(T)를 통해 공통 라인과 연결된다. 상기 표현은 부분적으로 도 3의 표현에 의지하며, 여기서는 단순화하여 네트워크의 상이한 전압 레벨의 구별을 행하지 않는다.
예시적인 풍력 발전 지역(WP1 내지 WP3)에 의해 전력이 전기 공급 네트워크(650)로 공급될 수 있다. 이러한 풍력 발전 지역(WP1 내지 WP3)은 기본적으로 독립적으로 작동한다. 그러나, 여기서 이들은 순간 리저브를 제공하고 공급할 수 있으며 네트워크 제어 장치(651)를 통해 조정되는 것이 제안된다. 이를 위해, 네트워크 제어 장치(651)는 각 풍력 발전 지역(WP1 내지 WP3)에 대해 리저브 레벨을 설정하여 각각의 풍력 발전 지역(WP1, WP2 또는 WP3)으로 전송할 수 있다. 전송을 위해 전송 수단이 제공되고, 상기 전송 수단은 데이터 전송 채널(653)을 통해 데이터를 풍력 발전 지역(WP1 내지 WP3)으로 전송하고, 상기 풍력 발전 지역은 여기서 각각 인터페이스를 통해 각각 입력된다. 각각의 풍력 발전 지역(WP1 내지 WP3)은 또한 네트워크 제어 장치(651)에 의해 사전 설정된 리저브 레벨을 풍력 발전 지역의 풍력 발전 시스템으로 분배하기 위해 중앙 발전 지역 제어 유닛을 포함할 수 있다.
풍력 발전 지역(WP1 내지 WP3)과 네트워크 제어 장치(651) 사이의 통신은 또한 양방향으로도 이루어질 수 있으며, 데이터 전송 채널의 각각의 표현이 양 방향으로의 화살표로 도시하는 바와 같다. 이러한 전송은 유선으로 또는 무선으로 또는 둘 모두의 조합으로 이루어질 수도 있다.
이를 통해, 네트워크 제어 장치(651)는 또한 각각의 풍력 발전 지역의 데이터를 고려할 수 있다. 각각의 풍력 발전 지역(WP1, WP2 또는 WP3)의 상태를 고려하는 것이 달성될 수 있다. 양방향 정보 전송은 또한 풍력 발전 지역이 측정 센서로서 기능하여 전기 공급 네트워크(650)의 측정값, 특히 전압 및 주파수를 기록하고 이러한 측정된 데이터를 향후 사용을 위해 네트워크 제어 장치로 전송할 가능성을 열어준다.
바람직하게는, 네트워크 제어 장치(651)로 순간 리저브를 실제로 공급하기 위해 정보가 전송된다. 또한, 네트워크 제어 장치(651)는 바람직하게는 제공되는 순간 리저브를 인식하여, 이를 자체적으로 다른 제어 센터로 전달할 수 있고 그리고/또는 각각의 리저브 레벨을 결정하기 위해 평가할 수 있다.

Claims (21)

  1. 적어도 하나의 풍력 발전 시스템에 의해 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 방법에 있어서,
    - 풍력으로부터 전력을 생성하는 단계,
    - 상기 생성된 전력 또는 그 일부를 상기 전기 공급 네트워크로 공급하는 단계,
    - 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해, 상기 전기 공급 네트워크로의 추가적인 전력 공급을 위해 또는 전력 공급의 감소를 위해 순간 리저브(reserve)를 제공하는 단계, 및
    - 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해, 네트워크 특성 및/또는 외부 요구에 따라, 상기 제공된 순간 리저브까지 전력을 추가적으로 공급하거나 또는 상기 공급된 전력을 감소시키는 단계
    를 포함하고,
    - 상기 제공된 순간 리저브의 레벨은 리저브 레벨(제공 레벨)로서 설정 가능한 것인 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리저브 레벨은 상기 네트워크 연결 포인트의 특성에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 리저브 레벨은,
    - 상기 네트워크 연결 포인트에서의 단락 전력,
    - 상기 네트워크 연결 포인트에서의 네트워크 임피던스,
    - 상기 네트워크 연결 포인트에서의 단락 전류 비, 및
    - 서브 네트워크 형성의 검출
    을 포함하는 리스트로부터 선택되는 적어도 하나의 기준에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    설정 기능을 통한 상기 전력의 추가적인 공급 또는 상기 공급된 전력의 감소는 상기 전기 공급 네트워크의 상태에 의존하고 그리고 상기 리저브 레벨에 의존하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리저브 레벨은 상기 설정 기능의 이득으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 풍력 발전 시스템에 인터페이스를 통해 상기 리저브 레벨을 변경하기 위한 설정 값이 입력되고, 추가적으로 또는 대안적으로 상기 적어도 하나의 풍력 발전 시스템은 자체의 설정된 리저브 레벨을 정보로서, 특히 다른 풍력 발전 시스템 및/또는 복수의 네트워크 연결 포인트를 모니터링하는 중앙 제어 유닛에 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리저브 레벨의 양의 순간 리저브는,
    - 회전 속도 범위 내의 회전 속도로 상기 풍력 발전 시스템을 작동시키기 위해 상기 회전 속도 범위를 제공하는 것 - 상기 회전 속도 범위 및 상기 회전 속도는, 상기 회전 속도 범위의 하한 값까지 상기 회전 속도가 감소하면 회전 에너지로부터 상기 리저브 레벨의 양의 상기 순간 리저브가 제공될 수 있도록 선택됨 - ,
    - 하한 회전 속도와, 상기 하한 회전 속도에 대해 회전 속도 차이만큼 높은 상한 회전 속도를 제공하고, 상기 풍력 발전 시스템을 상기 상한 회전 속도로 작동시키는 것 - 상기 회전 속도 차이는 상기 상한 회전 속도를 상기 하한 회전 속도로 감소시킴으로써 회전 에너지가 상기 리저브 레벨의 양의 순간 리저브로서 방출될 수 있도록 선택됨 - ,
    - 상기 적어도 하나의 풍력 발전 시스템의 동작 포인트를 변경하는 것, 및
    - 그 안에 상기 리저브 레벨의 양으로 저장되고 회수 가능한 저장 에너지를 갖는 전기 에너지 저장 장치를 제공하는 것
    으로 이루어지는 리스트로부터 적어도 하나의 조치를 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 공급 네트워크에서 상기 전기 공급 네트워크 내의 주파수의 스윙을 그리는 네트워크 진동이 검출되고, 상기 리저브 레벨은 상기 검출된 네트워크 진동에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리저브 레벨은 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 전기 공급 네트워크와 얼마나 강하게 결합되어 있는지에 대한 척도인 상기 네트워크 연결 포인트의 결합 강도에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    네트워크 지원을 위해 상기 전력의 추가적인 공급 또는 상기 공급된 전력의 감소는
    - 상기 전기 공급 네트워크의 네트워크 전압 변화,
    - 상기 전기 공급 네트워크의 네트워크 주파수 변화,
    - 상기 전기 공급 네트워크에서 생성된 전력과 소비된 전력 사이의 전력 차이, 및
    - 외부로부터 전송되는 요구
    로 이루어지는 리스트로부터의 기준 중 적어도 하나에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    네트워크 지원을 위해 상기 전력의 추가적인 공급 또는 상기 공급된 전력의 감소는,
    - 적어도 하나의 커패시터 수단의 저장 에너지
    - 상기 적어도 하나의 풍력 발전 시스템의 회전 에너지, 및
    - 적어도 하나의 배터리 저장 장치의 저장 에너지
    의 취출 또는 저장 하에 수행되고,
    상기 취출되거나 또는 저장될 에너지 양에 따라,
    - 우선 상기 커패시터 수단으로부터의 저장 에너지가 취출되거나 또는 저장되고,
    - 그 후 더 추가의 에너지가 필요하면, 상기 적어도 하나의 풍력 발전 시스템으로부터의 회전 에너지가 사용되고,
    - 그 후 더 추가의 에너지가 필요하면, 상기 배터리 저장 장치로부터의 저장 에너지가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 각각에 의해 복수의 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 방법에 있어서,
    상기 네트워크 연결 포인트 각각에서 각각 전력을 공급하기 위해 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법이 사용되고, 상기 네트워크 연결 포인트 각각에 대해 리저브 레벨이 상이하게 설정될 수 있는 것인 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 네트워크 연결 포인트에 대해 함께, 제공된 총 순간 리저브가 양에 따라 설정되고, 이에 따라 상기 네트워크 연결 포인트 각각에 대해 리저브 레벨이 결정되어, 특히 상기 리저브 레벨의 합계는 상기 제공된 총 순간 리저브의 양에 상응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 풍력 발전 시스템에 있어서,
    - 풍력으로부터 전력을 생성하기 위한 공기 역학적 로터 및 발전기,
    - 상기 생성된 전력 또는 그 일부를 상기 전기 공급 네트워크로 공급하기 위한 공급 유닛,
    - 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해 상기 전기 공급 네트워크로 공급하기 위해 순간 리저브를 제공하기 위한 제어 유닛,
    - 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해, 상기 제공되는 순간 리저브 또는 그 일부가 네트워크 특성 및/또는 외부 요구에 따라 상기 전기 공급 네트워크로 공급되도록 상기 풍력 발전 시스템을 제어하기 위한 제어 수단, 및
    - 상기 제공되는 순간 리저브의 양을 리저브 레벨(제공 레벨)로서 설정하기 위한 설정 수단
    을 포함하는, 풍력 발전 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 준비되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 순간 리저브 또는 그 일부를 제공하기 위한 적어도 하나의 전기 에너지 저장 장치, 특히 적어도 하나의 배터리 저장 장치 및/또는 커패시터 수단, 특히 커패시터 뱅크를 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
  17. 복수의 풍력 발전 시스템을 갖는 풍력 발전 지역에 있어서.
    - 하나, 복수의 또는 모든 상기 풍력 발전 시스템은 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따라 설계되고, 그리고/또는
    - 상기 풍력 발전 지역은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 준비되는 것인 풍력 발전 지역.
  18. 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 복수의 공급 장치를 제어하기 위한 네트워크 제어 장치(651)에 있어서,
    - 각각의 공급 장치는,
    - 풍력으로부터 전력을 생성하기 위한 적어도 하나의 풍력 발전 시스템,
    - 상기 생성된 전력 또는 그 일부를 네트워크 연결 포인트를 통해 각각 상기 전기 공급 네트워크로 공급하기 위한 공급 유닛,
    - 상기 전기 공급 네트워크를 지원하기 위해 상기 전기 공급 네트워크로 공급하기 위한 순간 리저브를 제공하기 위한 제어 유닛, 및
    - 상기 제공되는 순간 리저브의 양을 리저브 레벨(제공 레벨)로 설정하기 위한 설정 수단
    을 포함하고
    - 상기 네트워크 제어 장치는,
    - 상기 네트워크 제어 장치와 상기 공급 장치 사이에서 데이터를 교환하기 위한 데이터 전송 수단, 및
    - 상기 제공되는 순간 리저브의 양을 설정하기 위해 상기 공급 장치에 대해 각각 상이한 리저브 레벨을 설정하기 위한 설정 수단
    을 포함하는 것인 네트워크 제어 장치(651).
  19. 제18항에 있어서,
    각각의 공급 장치는 각각 제17항에 따른 풍력 발전 지역으로 설계되거나 또는 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 풍력 발전 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    적어도
    - 상기 전기 공급 네트워크의 네트워크 상태를 기록하기 위한 센서 장치, 및
    - 상기 기록된 네트워크 상태 중 적어도 하나에 따라 상기 리저브 레벨을 결정하기 위한 평가 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 장치.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    제12항 또는 제13항에 따른 방법을 실행하거나 또는 조정하도록 준비되는 것을 특징으로 하는 네트워크 제어 장치.
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