KR20180105692A - 전기 공급 네트워크에 전력을 공급하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 또는 적어도 하나의 풍력 발전 시스템으로 이루어진 파워 플랜트 또는 발전 플랜트에 의해, 네트워크 주파수를 갖는 네트워크 전압을 갖는 전기 공급 네트워크로, 네트워크 연결 포인트에서 전력을 공급하기 위한 방법에 관한 것으로서, 생성될 출력 전압의 기준 주파수, 기준 각도를 갖는 기준 포인터 및 기준 진폭을 갖는 기준 시스템을 특정하는 단계로서, 상기 기준 각도는 상기 기준 주파수로 회전하고 상기 기준 주파수는 상기 네트워크 주파수에 실질적으로 대응하는 것인 단계; 상기 출력 전압과 상기 네트워크 전압 사이의 위상각으로서 위상각을 특정하는 단계; 상기 특정된 위상각으로부터 상기 기준 각도로 회전하는 공급 각도를 계산하여, 상기 기준 주파수가 상기 네트워크 주파수와 일치하면, 상기 특정된 위상각은 상기 공급 각도로 생성된 출력 전압과 상기 네트워크 전압 사이에서 발생하는 단계; 상기 기준 진폭에 따른 전압 진폭, 상기 기준 주파수에 따른 주파수 및 상기 공급 각도로 상기 출력 전압을 생성하는 단계; 상기 기준 시스템이 상기 네트워크 전압의 거동을 지연된 방식으로 추적하게 하는 단계를 포함한다.

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 것이고, 본 발명은 또한 그러한 방법을 수행하기 위한 복수의 풍력 발전 시스템을 포함하는 풍력 발전 지역, 또는 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 및 저장 장치, 제어 가능한 소비자 및/또는 다른 재생 발전기와의 조합을 갖는 파워 플랜트 또는 발전 유닛에 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, 예를 들어 유럽의 상호 연결된 네트워크와 같은 전기 공급 네트워크에 전력을 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 네트워크로만 도시될 수 있는 전기 공급 네트워크에 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.
풍력 발전 시스템의 도움으로 전기 공급 네트워크를 안정화시키기 위해, 예를 들어 네트워크 주파수 또는 네트워크 전압에 따라 공급 전력이 변경되는 방법이 이미 알려져 있다. 그러한 주파수 의존 전력 제어의 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 운영자를 통해 입력될 수 있는 외부 신호에 따라 공급 전력을 변경시키는 것이 또한 제안된다. 이를 위해 예로서 공개된 특허 출원 US-2006-0142899-A1호를 참조하도록 한다. 이러한 제안 중 일부는 이미 네트워크 연결 규칙에 부분적으로 포함되어 있다.
그러나 이러한 해결 방안은, 특히 동기식 발전기가 직접적으로 결합되어 있고 전기 공급 네트워크에 여전히 존재하는 대형 파워 플랜트의 우세가 감소하거나 또는 가장 극단적인 경우에는 완전히 사라지는 경우에는 충분히 널리 보편적이지는 않다.
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 항상 완벽하게 기능하는 것은 아니라는 점을 유의해야 한다. 동기식 발전기의 큰 관성은 한편으로는 균일하고 이를 통해 적어도 부분적으로 안정화 효과를 발생시키지만, 그러나 또한 신속한 제어를 방해할 수 있다. 예를 들어, 복수의 대형 파워 플랜트의 그러한 동기식 발전기가 서로에 대항하여 진동할 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 한다. 현재 대형 파워 플랜트의 정격 전력을 발생하기 위해서는 많은 풍력 발전 시스템이 필요하다. 복수의 풍력 발전 시스템을 갖춘 풍력 발전 지역조차도 정기적으로 대형 파워 플랜트보다 훨씬 낮은 전력을 갖는다. 따라서 적어도 풍력 발전 시스템은 대형 파워 플랜트에 비해 매우 훨씬 더 강하게 주변으로 전력을 공급한다는 차이점이 있다.
독일 상표 특허청은 본 출원에 대한 우선권 출원에서 다음의 종래 기술, 즉 DE 10 2006 050 077 A1호, US 2003 10 155 773 A1호, US 2006/0 142 899 A1호, US 2011/0 130 889 A1호, US 2014/0 316 592 A1호, EP 1 790 850 B1호, WO 99/33165 A1호, 카리미-가르테마니, 엠.; 레자 이라바니, 엠.: 전력 시스템 어플리케이션을 위한 신호 처리 모듈. In: IEEE 전력 전달에 관한 트랜잭션, 18권, 4호, pp. 1118-1126, 10월 2003. In: IEEE Xplore [온라인], DOI: 10.1109/TPWRD.2003.817514, In: IEEE를 조사하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 앞서 언급된 문제점들 중 적어도 하나를 해결하기 위한 것이다. 특히, 네트워크 지원에 적어도 하나의 추가의 기여를 제공하는 네트워크 지원의 공지된 방법을 개선하는 해결 방안이 제안되어야 한다. 최소한 대안적인 해결 방안이 제안되어야 한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 청구범위 제1항에 따른 전기 공급 네트워크에 전력을 공급하기 위한 방법이 제안된다. 여기서 공급은 네트워크 연결 포인트에서 이루어지며, 전기 공급 네트워크는 네트워크 전압과 네트워크 주파수를 포함한다. 네트워크 전압뿐만 아니라 네트워크 주파수도 각각 전기 공급 네트워크의 상태를 형성한다. 전력 공급은 풍력 발전 시스템을 통해 이루어지며, 다음 단계를 포함한다.
생성될 출력 전압의 기준 주파수, 기준 각도를 갖는 기준 포인터 및 기준 진폭을 갖는 기준 시스템을 제공한다. 따라서, 이 기준 시스템은 특히 풍력 발전 시스템의 인버터의 출력에서 발생되는 발생될 출력 전압에 대한 배향을 제공한다. 가장 간단한 경우, 기준 주파수, 기준 각도 및 기준 진폭은 생성될 출력 전압의 주파수, 각도 및 진폭에 대응한다. 기준 포인터는 따라서 출력 전압의 전압 포인터이다. 기준 진폭과 출력 전압의 진폭 사이에는 일정한 인자, 특히 정규화 인자를 통한 관계가 있을 수 있다. 기준 주파수는 가능한 한 출력 전압의 주파수에 대응해야 하고, 동적 프로세스 또는 일시적인 프로세스로 인해 편차가 발생할 수 있다.
즉, 기준 시스템은 기준 각도 및 기준 진폭을 갖는 기준 포인터를 포함하고 이 기준 포인터는 기준 주파수로 회전하는 것으로 설명될 수 있다. 따라서, 기준 각도는 기준 주파수에 따라 변한다. 여기에는 출력 전압이 배향되고, 이 출력 전압은 가장 간단한 경우에는 이것과 동일하다. 유사하게, 또한 네트워크 전압은 네트워크 주파수로 회전하는 회전 전압 포인터에 의해 정의될 수 있다. 생성된 출력 전압이 또한 기준 포인터에 의해서도 설명될 수 있는 기준 시스템에 상응하면, 위상각은 기준 포인터와 네트워크 전압의 전압 포인터 사이의 각도이다. 따라서, 특히 위상각 및 이에 기초하여 작동 포인트가 조정될 수 있다.
기준 주파수는 본질적으로 네트워크 주파수에 상응해야 한다. 이상적인 정상 상태에서, 즉 네트워크 주파수가 변경되지 않을 때, 기준 주파수는 네트워크 주파수와 일치해야 한다. 그러나, 동적 프로세스 그리고 일시적인 프로세스 시에는 편차가 발생될 수 있으며, 이는 또한 이하에서 더 설명될 것이다.
네트워크 주파수가 변경되면, 네트워크 전압의 전압 포인터가 드리프트하여 출력 전압의 전압 포인터로부터 계속해서 멀어지거나 또는 이에 접근하여, 이를 통해 위상각이 증가하거나 또는 감소할 수 있다. 이에 따라 기준 포인터는 네트워크 전압의 이 전압 포인터를 지연된 방식으로 추적하게 될 수 있다.
그러나 네트워크 전압의 전압 포인터는 또한 진폭이 증가하거나 또는 감소할 수 있다. 이것은 전압 진폭의 증가 또는 감소에 해당한다. 기준 시스템은 특히 기준 포인터를 이용하여 추적하게 될 수도 있다.
네트워크 전압의 전압 포인터를 변경하는 또 다른 방법으로서, 각도가 급격히 변하는 것이 고려된다. 예를 들어 대형 부하, 즉 대형 소비자가 전기 공급 네트워크로부터 분리된 경우 이러한 상황이 발생할 수 있다. 이를 통해, 공급 유닛의 임피던스, 네트워크 임피던스 및 소비자 임피던스로 구성되는 전류 경로에 대해 유효한 총 임피던스는 그 각도가 변할 수 있고, 이에 따라 전압이 또한 그에 상응하게 그 각도가 변화될 수 있다. 네트워크 전압의 전압 포인터는 그에 상응하게 특히 그 각도가 점프한다.
또한 네트워크 전압의 이러한 급격히 변화되는 전압 포인터를 기준 포인트가 추적하게 될 수도 있다.
또한 기준 각도로 회전하는 공급 각도가 미리 결정된 위상각으로부터 계산되고, 이에 따라 기준 주파수가 네트워크 주파수와 일치할 때, 이러한 공급 각도로 생성된 출력 전압과 네트워크 전압 사이에 미리 결정된 위상각이 형성된다. 따라서, 상기 방법은 공급 각도와 함께 전압 포인터로 출력 전압이 생성되도록 작동한다. 이때 위상각은 출력 전압의 전압 포인터와 네트워크 전압의 전압 포인터 사이에서 조정된다. 간단한 경우에, 기준 시스템은 공급 각도가 기준 각도에 대응하도록 선택된다. 출력 전압의 전압 포인터는 이때 적어도 그 각도가 기준 포인터에 대응된다.
이때 출력 전압은 그에 상응하게, 즉 기준 진폭에 따른 전압 진폭, 기준 주파수에 따른 주파수 및 공급 각도에 의해 생성된다. 가장 단순한 경우, 출력 전압의 전압 진폭은 기준 진폭에 대응되고, 이는 기준 주파수의 출력 전압의 주파수에 대응되고, 공급 각도는 기준 각도에 대응된다. 이는 특히 정상 상태에 대해 적용된다. 여기서 이와 관련하여, 정상 상태는 전압 진폭, 주파수 및 위상각이 일정한 적어도 하나로 이해된다.
이제 네트워크 전압의 거동, 특히 네트워크 주파수 또는 예를 들어 또한 네트워크 전압이 변경되면, 기준 시스템이 이 거동을 추적하게 된다. 주파수의 예에서, 이것은 기준 주파수가 다시 네트워크 주파수에 대응하도록 시도된다는 것을 의미한다. 전압 진폭, 즉 기준 진폭의 추적의 예에서 이것은 또한 예를 들어, 네트워크 전압의 전압 진폭의 기준 진폭이 정확히 대응하지는 않지만, 예를 들어 미리 결정된 비율로 접근된다는 것을 의미한다. 예를 들어 기준 진폭은 네트워크 전압의 전압 진폭보다 10 % 더 높을 수 있다. 예를 들어, 네트워크 전압의 전압 진폭이 감소하면, 기준 진폭은 추적할 수 있으므로, 이는 구체적인 본 실시예를 유지하기 위해 다시 네트워크 주파수의 전압 진폭보다 10 % 더 높을 수 있다.
그러나 이러한 기준 시스템 추적은 지연된 방식으로 이루어진다. 따라서, 기준 시스템은 네트워크 전압의 거동을 가능한 한 빨리 그리고 가능한 한 양호하게 추적하려고 시도하지는 않고, 여기서 의식적으로 네트워크 전압을 즉시 그리고 바로 따라가지 않는다. 즉 이 경우 지연과 관련하여 물리적으로 필요한 동역학의 범위를 명백히 벗어나는 지연된 방식의 추적이 제안된다.
이에 따라, 이러한 기준 시스템의 오직 지연된 방식의 추적을 통해 변경되지 않은 출력 전압에서 네트워크 전압을 변경하면 특히 공급된 전류의 상응하는 반응이 발생하는 것이 달성될 수 있다. 따라서 지연으로 인해 이 반응은 방지되는 것이 아니라, 이를 통해 의도적으로 촉진된다.
예를 들어 낮은 네트워크 전압이 발생하면, 증가된 전류 흐름, 즉 증가된 공급 전류가 발생할 수 있다. 그에 상응하게 또한 공급 전력이 증가될 수도 있다. 상기 방법은 그러한 설정된 전력 증가 또는 전류 증가를 허용하는 것을 제안한다. 이 경우 전력 공급은 기준 시스템을 기준으로 처음에는 변경되지 않고 계속 진행될 수 있다.
더 높은 전력 흐름이 발생되면, 이를 위해 필요한 전력은 예를 들어 배터리 저장 장치와 같은 중간 저장 장치 또는 풍력 발전 시스템의 회전하는 로터의 플라이휠 질량으로부터 취해질 수 있다. 동일한 내용은 전력 감소에 대해서도 유사하게 적용된다. 이것은 또한 처음에 허용되며, 낮은 전력 감소는 예를 들어 배터리 저장 장치와 같은 중간 저장 장치에서 대응하는 전력을 버퍼링함으로써 수행될 수 있으며, 풍력 발전 시스템의 전력 생산은, 특히 로터 블레이드를 피칭함으로써 감소될 수 있고, 그리고/또는 추가 전력이 필요한 경우 전달될 수 있다. 전력이 풍력 발전 시스템의 로터에서 회전 에너지를 저장하는 데 사용되는 것이 또한 고려된다.
이에 따라 간단한 방법으로 네트워크 전압의 변화에 즉각적으로 반응하는 것이 달성될 수 있는데, 왜냐하면 발생되는 즉각적인 물리적 반응이 사용되기 때문이다.
네트워크 전압의 변화는 이 경우 예를 들어 네트워크 주파수의 변화일 수도 있는데, 이는 예를 들어 위상각의 증가를 발생시킬 수 있다. 이는 또한 공급 전류의 변화로 이어지며, 이로 인해 예를 들어 전류 진폭이 증가할 수도 있다. 네트워크 내의 주파수 변화는 이때, 전력을 공급하는 풍력 발전 시스템에 의해 미리 검출되고 평가될 필요 없이, 즉시 그리고 직접적으로 상응하게 변경된 공급 전류를 발생시킬 수 있다. 마찬가지로, 다른 경우에는 또한 위상각의 감소가 발생할 수도 있는데, 이는 특히 공급된 전류의 감소를 발생시킬 수 있다.
제안된 조치는 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 또는 풍력 발전 지역을 사용하여 수행되는 것이 바람직하다. 그러나 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 및 저장 장치, 제어 가능한 소비자 및/또는 다른 재생 발전기와의 조합을 포함하거나 또는 그러한 조합으로 설계되는 파워 플랜트 또는 발전 유닛이 고려된다.
지연된 방식의 추적은 미리 결정된 지연 동역학을 사용하여 수행되는 것이 바람직하다. 이를 통해 특히 네트워크 전압의 이러한 변화에 대한 공급된 전류의 반응에 영향을 받을 수 있다. 특히 강한 지연을 통해 보다 강한 보상 반응이 가능해질 수 있으며 반대의 경우도 가능하다. 네트워크 전압이 변경되면, 즉 특히 기준 시스템에 대한 진폭 및 위상 위치와 관련해서 변경되면, 지연된 방식의 추적은 제1 보상 반응, 특히 공급 전류의 결과적인 전류 변화를 발생시킬 뿐만 아니라, 정기적으로 네트워크 전압과 기준 시스템 사이의 편차를 증가시킬 수도 있다. 보상 반응은 이때 또한 더 증가될 수도 있다.
바람직하게는, 지연된 방식의 추적에 필요한 추가 전력 또는 그로부터 발생하는 잉여 전력이 회전 에너지에 의해 커버(cover)되거나 또는 회전 에너지로서 저장되고, 그리고/또는 에너지 저장 장치, 특히 배터리 저장 장치로부터 취해지거나 또는 이것들에 저장되는 것이 제안된다. 이를 위해, 대응하는 배터리 저장 장치가 제공될 수 있다.
바람직하게는, 지연 동역학은 지연 함수에 의해 구현되고, 지연 함수는 비 오버슈트 스텝 응답을 갖는 PT1 함수 또는 PT2 함수일 수 있다. 또한 유사하게 양호하게 감쇠된 함수가 고려된다. PT1 함수는 1차 지연 함수라고도 한다. 이것은 매우 간단하고, 1차 선형 함수이기 때문에, 오버슈트가 없다는 장점을 갖는다. 이들을 통해, 네트워크에서의 진동을 선호하지 않고, 지연된 방식의 추적이 간단한 방식으로 달성될 수 있다.
PT2 함수는 2차 지연 함수라고도 한다. 1차 지연 함수에 비해 2차 지연 함수는 작은 증가로 시작할 수 있다는 추가적인 장점을 갖는다. 바람직하게는, 이는 진동하지 않고, 즉, 오버슈트 없이 스텝 응답에 반응하도록 즉, 단지 2개의 실제 고유값을 갖도록 선택된다. 그러므로 초기에는 매우 작은 증가 및 이에 따라 데드 타임과 같은 초기 지연이 구현될 수 있지만, 이는 그럼에도 불구하고 가파른 증가로 전환될 수 있다. 이러한 가파른 증가는 이때 기준 시스템이 네트워크 전압으로부터 너무 멀어지지 않도록 경우에 따라 필요할 수 있다. 미리 결정된 초기 지연 후에도, 전술한 원하는 효과를 포기하지 않고, 그러한 함수로 신속한 추적이 달성될 수도 있다. 비-진동 및 이에 따른 오버슈트-프리 함수를 제공함으로써 네트워크에서 긍정적인 안정화 효과를 달성할 수 있다.
따라서 지연 동역학은 그러한 지연 함수를 통해 조정되거나, 또는 다른 방법으로 조정될 수 있다. 조정은 예를 들어 수요에 따라 또는 네트워크 내의 다른 전력 공급 유닛에 따라, 특히 재생 전력 공급 유닛의 확장이 어떻게 변하는지에 따라 동적으로 이루어질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로 조정은 또한 네트워크에서 네트워크 연결 포인트가 어디에 위치되는지에 따라 이루어질 수도 있다. 특히, 이러한 조정은 네트워크 연결 포인트가 네트워크 내에서 중앙에 또는 주변에 배치되는지 여부에 따라 달라지는 것이 제안된다.
지연 함수를 통해 또한 얼마나 많이 또는 얼마나 빨리 또는 얼마나 느리게 순간 리저브(instantaneous reserve) 제공이 이루어져야 하는지, 또는 얼마나 빨리 전원 변경이 이루어져야 하는지, 또는 얼마나 빨리 다시 정격 유효 전력으로 복귀되는지가 조정될 수 있다. 바람직하게는, 중심 네트워크 연결 포인트에서의 이러한 순간 리저브의 제공 또는 전력 변화는 주변 네트워크 연결 포인트에서의 것보다 높도록 제공된다.
바람직하게는 네트워크 주파수의 지연된 방식의 추적을 위해 발생된 출력 전압과 네트워크 전압 사이의 실제 위상각이 검출되고, 미리 결정된 위상각과 검출된 위상각 사이의 각도차가 형성되고, 기준 각도는 지연 함수를 이용하여 각도차가 감소되도록 하는 방식으로 변경되고, 기준 주파수가 이렇게 변경된 기준 각도에 적응되는 것이 제안된다. 따라서, 미리 결정된 위상각과 실제 위상각 사이의 편차가 검출된다. 그런 다음 기준 시스템의 지연된 방식의 추적은 기준 각도의 추적과 관련이 있으므로, 이를 통해 다시 위상각을 원하는 위상각으로 접근시킨다. 기준 각도의 결과적인 변경은 이때 기준 주파수를 적응시키는 데 사용된다. 한 가지 경우와 같이, 위상각의 변화가 네트워크 전압의 주파수 변화로 인해 발생하면, 위상각은 계속해서 더 커진다. 추적을 통해, 위상각이 더 이상 증가하지 않는 것이 적어도 달성된다. 그러나, 이것이 달성되었을 때, 변경된 기준 각도는 네트워크 주파수로 회전한다. 이제 이것은 정확하게 기준 주파수를 적응시키기 위해 사용되고 있는 것이다. 따라서, 변경된 기준 각도 또는 변경된 공급 각도로부터 기준 주파수는 새롭게 결정될 수 있다. 따라서 네트워크 주파수를 기준 주파수는 또한 지연된 방식으로 추적하게 된다.
기준 주파수는 시작 설정, 즉 특히 방법이 시작되고 기준 시스템의 생성이 시작될 때, 네트워크 주파수로 설정되는 것이 바람직하다. 이에 따라 기준 시스템이 작동하는 즉시, 지연된 방식의 추적으로 스위칭될 수 있다. 기준 시스템은 지연된 방식의 추적을 통해 적응될 수 있다는 점을 제외하고는 기본적으로 독립적으로 실행된다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은 출력 전압을 생성함으로써 상기 공급 네트워크에 공급되는 전류가 형성되고, 상기 지연 함수 또는 지연 동역학은 상기 공급 네트워크에서 적어도 하나의 상태가 변경되면, 즉 특히 네트워크 전압이 그 진폭, 주파수 및/또는 위상 위치가 변경되면, 상기 출력 전압의 생성은 본질적으로 우선 변경되지 않고 유지되어, 상기 공급된 전류의 결과적인 변경에 대해 우선 본질적으로 반대로 작용하지 않으므로, 상기 방법은 변경된 공급된 전류로 상기 적어도 하나의 네트워크 상태의 변경에 직접 반응하도록 선택되는 것을 특징으로 한다.
따라서 네트워크 내의 상태의 변화가 변경된 전류에 의해 즉시 그리고 즉각적으로 반응하도록 초기에 출력 전압이 유지되는 것이 달성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 추적 작동에 있어서, 정상 작동에서 제공된 적어도 하나의 한계값이 미리 결정된 공차값만큼 초과될 수 있는 것이 제안된다. 이 경우, 추적 작동은 기준 시스템이 네트워크 전압을 추적하게 되고 적어도 하나의 변수가 적어도 미리 결정된 최소 편차만큼 네트워크 전압으로부터 상이한 그러한 작동이다. 여기서 따라서 기준 시스템이 추적하게 되어야 하는 편차가 현저한 경우에만 추적 작동이 수행된다. 그렇지 않은 경우, 정상 작동에 의해 이루어진다.
여기서는, 그러한 현저한 편차는 매우 드물게 발생하고, 특히 전류, 전력 및 온도에 대한 한계값은 기본적으로 준수해야 하지만, 그러나 단기간의 초과는, 특히 극히 드물게만 발생하는 경우에는, 상당한 손상을 주지 않는다는 인식을 기초로 한다. 이와 관련하여, 한계값을 초과하는 것은 네트워크 전압으로부터의 미리 정해진 최소 편차가 존재할 때 그러한 추적 작동에 대해서만 또한 제공된다. 또한, 이러한 방식으로 미리 결정된 최소 편차는 네트워크가 상당한 교란을 갖는다는 것을 나타낸다.
예외적인 경우에 그러한 한계값 초과를 이러한 방식으로 허용하면, 네트워크 전압을 기준 시스템이 지연된 방식으로 추적하게 될 수 있게 된다. 그렇지 않으면, 필요한 경우, 그러한 한계값 초과를 회피하기 위해 즉각적인 추적 또는 다른 제한이 수행되어야 한다. 따라서 이러한 수단에 의해, 위에서 설명한 보상 반응이 허용되고 기본적으로 발전할 수 있다는 것도 달성된다.
특히 이를 위해 다음 한계값이 고려된다. 미리 결정된 한계값은 최대 공급 전류일 수 있고, 미리 결정된 최소 편차는 최대 공급 전류의 적어도 10 %일 수 있다. 다른 가능성은 미리 결정된 한계값이 공급되는 최대 전력이고, 미리 결정된 최소 편차가 공급되는 최대 전력의 적어도 10 %라는 것이다. 따라서 이 2개의 변형예에서는 적어도 최대 공급 전류의 110 % 또는 최대 공급 전력의 110 %가 공급될 수 있다.
또한 미리 결정된 한계값은 출력 전압을 발생시키는 인버터의 최대 허용 온도이며, 이 경우 미리 결정된 최소 편차는 적어도 10 K(켈빈)인 것이 고려된다. 한계값을 넘는 10 K의 온도 상승은 관련 장치에 심각한 부담이 될 수 있으므로, 그러한 한계값은 준수되어야 한다. 그러나, 이러한 초과가 짧고 매우 드문, 이러한 예외적이고 드문 경우에, 이러한 상승은 감수될 수 있다.
또한, 미리 결정된 한계값은 미리 결정된 시간에 걸친 온도의 적분의 최대 허용 값이며, 미리 결정된 최소 편차는 적어도 10K*s인 것이 고려된다. 특히 반도체 소자에서의 온도 상승의 경우에는 상승의 지속 시간에 의존할 수 있다. 상승이 높을수록, 더 짧게 허용될 수 있다. 이를 위해 시간에 따른 온도의 적분 값을 고려하는 것이 제안된다. 바람직하게는, 구현을 위해 열 인버터 모델이 기초가 된다.
또한, 미리 결정된 한계값은 또한 주파수의 최대 변화일 수 있고, 미리 결정된 최소 편차는 적어도 0.5 Hz/s일 수 있다.
기준 시스템이 네트워크 전압을 추적하고 적어도 하나의 변수가 네트워크 전압으로부터 적어도 미리 정해진 최소 편차만큼 상이한 경우에만, 그러한 추적 작동이 존재하게 된다. 이러한 미리 결정된 최소 편차는 바람직하게는 전기 공급 네트워크의 정격 주파수에 대해 적어도 0.5 %만큼 네트워크 주파수로부터의 기준 주파수의 편차에 관련된다. 다른 실시예에 따르면, 상기 미리 결정된 최소 편차는 상기 네트워크 전압의 전압 진폭으로부터 기준 진폭의 편차에, 정상 작동에서 기준 진폭과 네트워크 전압의 진폭 사이에 제공되는 가능한 차이에 더하여, 상기 전기 공급 네트워크의 정격 전압의 적어도 10 %의 값만큼 관련된다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 미리 결정된 최소 편차는 상기 측정된 위상각 또는 상기 검출된 위상각의 상기 미리 결정된 위상각으로부터의 편차에 적어도 20°만큼 관련된다.
일 실시예에 따르면, 기준 주파수는 네트워크 주파수가 공칭 주파수에 접근하는지 또는 공칭 주파수로부터 멀어지는지에 따라 네트워크 주파수를 추적하게 되는 것이 제안된다. 특히, 이러한 공칭 주파수는 관련 공급 네트워크의 정격 주파수, 즉 단지 2개의 주파수, 예를 들자면 유럽의 상호 연결된 네트워크의 경우 50 Hz, 미국 네트워크의 경우 60 Hz일 수 있다.
이를 위해 기준 주파수의 추적은 네트워크 주파수가 공칭 주파수에 가까워질 때보다 네트워크 주파수가 공칭 주파수로부터 멀어질 때 더 강하게 지연되는 것이 제안된다. 따라서 기준 주파수는 주파수가 공칭 주파수로부터 멀어질 때보다 공칭 주파수에 대한 방향으로의 변화를 위해 더 빠르게 추적하게 된다. 이러한 제안, 즉 추적의 상이한 지연을 통해, 공칭 주파수에 대한 방향으로 추적할 때 더 빠른 추적은 더 약한 보상 반응을 발생시키는 것이 달성될 수 있다. 또한 기준 주파수는 기본적으로 원하는 방향으로 이동하는 네트워크 주파수에 빠르게 도달하게 된다. 네트워크 주파수가 공칭 주파수로부터 변경되면, 즉 공칭 주파수로부터 멀어지면, 네트워크 주파수의 이러한 경향의 추적을 가능한 한 강하게 지연시킴으로써, 가능한 한 강하게 반대로 작용하도록 멀어지게 시도된다.
일 실시예에 따르면, 기준 주파수는 네트워크 주파수와 공칭 주파수 사이의 값으로 설정되는 것이 제안된다. 여기서 따라서 인위적으로 네트워크 주파수와 편차가 있는 기준 주파수가 제공된다. 따라서, 기준 시스템과 네트워크 전압 사이에 편차가 있고, 이를 통해 공칭 주파수에 대한 방향으로 네트워크 주파수에 영향을 주도록 요구되는 보상 반응이 발생할 수 있다. 특히, 여기서 간단한 방식으로 기존의 개념이 네트워크 전압의 출력 전압의 추적을 위해 달성될 수 있을 뿐만 아니라, 원하는 미리 결정된 방향으로 긍정적인 영향을 미칠 수도 있다.
이를 통해 출력 전압을 조정하는 인버터는 자체적으로 주파수 사양을 만들 수 있는 것이 달성될 수 있다. 또한, 이러한 편차가 있는 주파수가 특히 위상각의 강한 변화를 발생시키는 한, 이때 지연된 방식의 추적이 사용되고 필요한 경우에는 기준 주파수 및 기준 시스템은 전체적으로 다시 네트워크 전압을 보상할 수 있다.
유사한 현상은 또한 그러한 전기 공급 네트워크에 직접 결합된 전력 공급 동기식 발전기에서도 발생한다. 그러한 동기식 발전기는 이 경우 순수하게 물리적으로 또한 기본적으로 전압 포인터와 같이 회전하는 그 각 변위 또는 그 폴 전압이 네트워크 전압의 이러한 전압 포인터를 추적하게 한다. 이 경우 그러나 정기적으로 오버슈트가 발생하며, 특히 각각의 동기식 발전기의 관성으로 인해 발생한다. 이를 통해 결과적으로 주파수 진동이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 적어도 완화시키기 위해, 여기서 비-오버슈트 추적 함수를 제공하는 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 비-오버슈트 추적 함수, 즉 지연 함수는 바람직하게는 PT1 함수로서, 또는 오버슈트하지 않는 미리 결정된 거동을 갖는 PT2 함수로서 제안된다. 이들은 2개의 간단하고 양호하게 기록 가능한 함수이지만, 기본적으로 다른 함수를 사용할 수도 있고, 여기서 이들은 오버슈트하지 않거나 또는 적어도 매우 약간만 오버슈트해야 한다.
기준 포인터가 급격히 변하는 네트워크 전압의 전압 포인터를 추적하게 되고 이로부터 기준 주파수가 각각의 경우에서 유도되면, 네트워크 전압의 전압 포인터의 급격한 변화로 인해 위상각이 증가하게 되는 경우, 이로써 필연적으로 우선 주파수 변화, 예를 들면 주파수 증가가 발생하게 된다. 이러한 급격한 변화는 네트워크 주파수가 변경되지 않고도 발생할 수 있다. 추적 중에, 기준 주파수는 초기에 증가할 것이고, 기준 포인터가 네트워크 전압의 전압 포인터를 성공적으로 추적하게 되면, 다시 특히 네트워크 주파수로 감소하게 된다. 여기서 오버슈트 없이 추적이 수행되면, 기준 주파수에서 진동이 발생하지 않는다. 기준 주파수는 한 번 증가한 다음, 네트워크 주파수의 주파수 값으로 복귀되고, 이 경우 그 아래로 감소하지 않고, 또한 킥아웃되지도 않는다. 어쨌든 이와 관련해서 제안된 해결 방안에 의해, 동기식 발전기에서 알려진 것과 다른 거동이 달성될 수 있다. 이러한 다른 거동은 가능하게는 더 나은 것으로 언급될 수 있다.
또한, 복수의 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크에 연결된 복수의 풍력 발전 시스템을 제어하기 위한 방법이 제안되며, 이들 풍력 발전 시스템은 네트워크 연결 포인트 중 하나에서 전력을 공급하기 위해 각각 준비된다. 이러한 풍력 발전 시스템에 대해서는, 전술한 적어도 하나의 실시예에 따른 전력 공급 방법을 사용하는 것이 제안된다. 이를 통해, 이들 복수의 풍력 발전 시스템이 네트워크 지원에 기여하고 특히 매우 많은 풍력 발전 시스템이 상당한 기여를 할 수 있도록 이런 식으로 작동될 때 함께 기여하는 것이 달성될 수 있다. 전술한 실시예 중 적어도 하나에 따른 전력 공급 방법은 특히 기준 시스템의 지연된 방식의 추적을 통해 복수의 풍력 발전 시스템이 네트워크 내의 변화에 유사한 방식으로 반응하기에 적합하다.
특히 많은 풍력 발전 시스템이 초기에 전기 공급 네트워크의 변화에 대해 보상 작동 또는 출력 반응을 허용할 때, 보상 반응이 영향을 주고 특히 전기 공급 네트워크에서 변경된 전력 상황을 보상할 수 있거나 또는 특히 네트워크 전압을 이전 상태로 복귀시킬 수 있는 기회가 또한 존재하게 된다.
일 실시예에 따르면, 복수의 네트워크 연결 포인트 각각에 대해 위치 특성이 먼저 결정되는 것이 제안된다. 이러한 위치 특성은 전기 공급 네트워크에 대한 각 네트워크 연결 포인트의 결합 강도에 대해 네트워크 연결 포인트의 기능적 위치에 대한 척도로서 사용된다. 따라서 이러한 위치 특성은 전술한 네트워크 연결 포인트가 전기 공급 네트워크에 얼마나 강하게 또는 약하게 결합되어 있는지를 나타낸다. 결합의 강도는 전기 공급 네트워크의 변화가 관련 네트워크 연결 포인트에 얼마나 강하게 영향을 주는지를 나타내고 그 반대의 경우도 나타낸다. 예를 들어, 결합의 강도는 이 네트워크 연결 포인트가 기능적으로 중심에 또는 주변에 배치되어 있는지에 따라 형성될 수 있다. 그러나 네트워크 연결 포인트가 얼마나 중심에 또는 주변에 있는지와 일치할 필요는 없다.
따라서 이러한 위치 특성 또는 척도는 또한 네트워크 내의 다른 전력 공급 장치 및 소비자에 대해 관련 네트워크 연결 포인트의 전술한 배치가 어떻게 관련되어 있는지를 나타낸다. 여기서는 각 네트워크 연결 포인트가 네트워크의 자신의 영역에 얼마나 지배적인지가 특히 고려된다. 네트워크 연결 포인트 또는 풍력 발전 시스템 또는 네트워크 연결 포인트의 풍력 발전 지역이 거기에서 전기 공급 네트워크에 대해 더 지배적일수록, 동일하거나 또는 유사한 양의 전력을 네트워크에 공급하는 네트워크 연결 포인트와 비교할 때 그 결합이 더 강하다.
이때 적어도 하나의 풍력 발전 시스템이 전력을 공급하는 네트워크 연결 포인트의 위치 특성에 따라 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 각각의 적어도 하나의 작동 설정을 제공하는 것이 제안된다. 단순화를 위해 각 네트워크 연결 포인트에 대한 하나의 풍력 발전 시스템을 설명하는 것으로 상정할 수 있다. 이때 그 위치 특성, 즉 그 네트워크 연결 포인트의 위치 특성에 따라 풍력 발전 시스템의 작동 설정이 제공된다. 이러한 작동 설정은 특히 전력 공급에 영향을 미치는 풍력 발전 시스템의 특성, 특히 전기 공급 네트워크의 상태 변화에 대한 반응과 관련되는 특성에 관련된다. 그 예를 이하에서 설명하도록 한다. 그러나 종종 복수의 특히 많은 풍력 발전 시스템을 포함하는 풍력 발전 지역이 상정된다. 이러한 풍력 발전 지역은 여기서 또한 모든 풍력 발전 시스템이 동일한 네트워크 연결 포인트를 통해 전기 공급 네트워크로 공급한다는 점을 통해 정의된다. 이러한 경우, 풍력 발전 지역이 있는 경우, 특히 고려된 각 네트워크 연결 포인트에 풍력 발전 지역이 있는 경우, 이러한 작동 설정은 각각 동일한 풍력 발전 지역의 복수의 풍력 발전 시스템 또는 모든 풍력 발전 시스템, 즉 동일한 네트워크 연결 포인트와 관련될 수 있다.
따라서 위치 특성은 네트워크 연결 포인트가 전기 공급 네트워크에 얼마나 강하게 연결되어 있는지를 나타낸다.
바람직하게는, 회전 속도 특성 곡선은 위치 특성에 따라, 즉, 특히 해당 네트워크 연결 포인트가 전기 공급 네트워크와 더 강하게 결합될수록, 회전 속도가 더 높아지도록 제공된다. 이는 예를 들어 네트워크 연결 포인트가 공급 네트워크에서 얼마나 중심에 배치되는지에 따라 달라질 수 있다. 필수는 아니지만 종종 전기 공급 네트워크에서 네트워크 연결 포인트가 중심에 배치될수록, 결합은 더 강하다. 특히 회전 속도가 빠른 회전 속도 특성 곡선을 제공함으로써, 이를 통해 회전 에너지는 풍력 발전 시스템의 로터에 저장될 수 있다. 일반적으로 모든 작동 포인트에 대해, 특히 모든 풍속에 대해 최적의 회전 속도가 있다. 이는, 상응하게 더 많은 회전 에너지를 제공할 수 있도록 증가될 수 있다. 이 경우 풍력 발전 시스템은 종종 최적의 포인트를 크게 벗어나지 않으면서 최적인 것보다 더 높거나 또는 더 낮은 회전 속도로 작동될 수 있다.
네트워크 지원을 위해 종종 무효 전력이 공급되지만, 특히 전력 공급 네트워크의 약하게 결합된 네트워크 연결 포인트에서 특히 네트워크를 지원하기 위해 필요한 에너지가 거의 없는 것으로 인식되었다. 반면, 보다 강한 결합을 갖는 네트워크 연결 포인트의 위치에서는 종종 더 많은 에너지를 필요로 하며, 그에 상응하게 거기에서 주변에 위치되는 네트워크 연결 포인트보다 더 높은 회전 속도를 설정하는 것이 제안된다. 또한 전기 공급 네트워크의 약하게 결합된 네트워크 연결 포인트에 대한 반응이 너무 강하면 진동, 특히 네트워크 진동이 발생할 수 있게 된다. 따라서, 이것을 고려하고, 약하게 결합된 네트워크 연결 포인트, 즉 전력 공급 지점에서, 이것은 또한 주변 공급 지점이 될 수 있으며, 더 적은 지원 또는 더 적은 지원 에너지를 사용하는 것이 제안된다. 여기에서 장점이 설명된다면, 네트워크 연결 포인트가 얼마나 중심에 또는 주변에 있는지를 고려하기 위해, 이것들은 또한 장점의 예시적인 설명으로서, 네트워크 연결 포인트의 결합이 얼마나 강한지 또는 약한지를 이해해야 한다.
일 실시예에 따르면, 부가적으로 또는 대안적으로, 특히 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 공급 네트워크와 더 강하게 결합될수록, 회전 속도 밴드가 더 넓어지도록, 회전 에너지를 제공 또는 전달하기 위해, 상기 회전 속도가 변화될 수 있는 허용 가능한 회전 속도 밴드를 상기 위치 특성에 따라 제공하는 것이 제안된다. 또한 여기서는 특히 최적 회전 속도 주위의 상대적으로 강한 회전 속도 변화가 작동 포인트에서 전력에 거의 영향을 미치지 않는다는 인식에 기초한다. 따라서 특히 회전 에너지를 전달하기 위해 회전 속도를 미리 결정된 값만큼 감소시킬 수 있으며, 이는 이전 것과 비교할 때 새로운 작동 포인트의 더 적은 전력 손실만을 발생시킨다.
회전 속도의 이러한 변화를 상이한 강도로, 즉 각각의 네트워크 연결 포인트의 위치 함수에 따라 허용하는 것이 제안된다. 따라서, 네트워크 연결 포인트가 강한 결합을 갖는다면, 높은 회전 속도 변화 및 이에 따라 넓은 회전 속도 밴드가 허용될 수 있다. 따라서 더 약하게 결합되는 네트워크 연결 포인트의 경우보다 더 큰 양의 에너지가 회전 에너지로부터 허용된다. 그러나 이는 또한 더 약하게 결합된 경우보다, 강하게 결합된 네트워크 연결 포인트에서 새로운 작동 포인트의 전력의 더 강한 저하가 감수된다는 것을 의미한다.
바람직하게는, 지연된 방식의 추적의 지연 동역학은 위치 특성에 따라 선택된다. 이는 특히 네트워크 연결 포인트가 공급 네트워크에 더 강하게 결합될수록 더 강하게 지연되는 방식으로 이루어진다. 지연이 더 강할수록, 즉 지연이 더 길어질수록, 보상 반응이 더 많이 허용된다. 또한 이는 제안되는 바와 같이 해당 네트워크 연결 포인트가 얼마나 강하게 또는 약하게 결합되는지에 따라 조정된다. 특히 강하게 결합되어 배치되면, 보다 강한 보상 반응이 유용할 수 있어, 그에 상응하게 거기에서 더 강한 큰 지연이 제안된다.
또 다른 실시예에 따르면, 저장된 에너지는 위치 특성에 따라 제공되는데, 즉 특히 네트워크 연결 포인트가 공급 네트워크에 더 강하게 결합될수록, 저장된 에너지가 더 커지도록 제공된다. 또한 여기에서도, 강하게 결합된 네트워크 연결 포인트에서 더 많은 지원 에너지가 요구될 수 있다는 인식을 구현하는 것이 제안된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 에너지 저장 장치가 위치 특성에 따라 제공되는 것이 제안된다. 특히 네트워크 연결 포인트가 공급 네트워크에 더 강하게 결합될수록, 에너지 저장 장치는 더 커야 한다. 따라서 서로 다른 네트워크 연결 포인트에 대해 서로 다른 크기의 에너지 저장 장치가 제공된다. 또한 여기서도 더 강한 결합을 갖는 위치에서 더 많은 지원을 수행하거나 또는 수행할 수 있다는 사상에 기반을 두고 있다. 이를 위해 상응하는 양의 에너지가 필요할 수 있고, 이를 위해 상응하게 다른 크기의 에너지 저장 장치가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 특히 2개의 네트워크 세그먼트를 연결하기 위해, 공급 네트워크의 일 에지에서 높은 순간 리저브를 제공하는 것이 제안되는데, 즉, 연결이 수행되어야 하는 곳에서, 이러한 연결 작동을 위해 높은 순간 리저브를 통해 안정화를 제공하는 것이 제안된다.
다른 실시예에 따르면, 상이한 네트워크 연결 포인트를 통해 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하는 풍력 발전 시스템은 아래에서 설명되는 작업들 중 적어도 하나를 수행하도록 구성되는 데이터 접속을 통해 접속되는 것이 제안된다.
바람직하게는, 상이한 네트워크 연결 포인트에서 전력 공급을 조정하기 위해 제어 데이터가 전송된다. 이를 통해, 다른 네트워크 연결 포인트를 통해 자체적으로 전력을 공급하는 많은 풍력 발전 시스템이 조정된 방식으로 전력을 공급할 수 있으며 이에 따라 또한 함께 특히 만일의 네트워크 지원 조치를 위해 큰 기여를 할 수 있는 것이 달성될 수 있다.
바람직하게는, 그러한 데이터 접속을 통해 상이한 네트워크 연결 포인트의 풍력 발전 시스템의 추적 동역학의 선택이 조정될 수 있다. 이를 통해 또한 풍력 발전 시스템의 거동 방식이 역시 전기 공급 네트워크에서의 그 위치에 따라 달라질 수 있도록 달성될 수도 있다. 그러나 이들은 또한 동일한 공급 네트워크로 전력을 공급하는 다른 풍력 발전 시스템이 어떻게 반응하는지에 따라 달라질 수도 있다. 이는 여기서 특히 추적 동역학의 설정, 즉 추적 동역학의 선택을 통해 수행될 수도 있다. 여기서는 추적 함수의 시간 거동을 선택하는 것이 특히 고려된다.
또 다른 실시예에 따르면, 서로 다른 네트워크 연결 포인트의 풍력 발전 시스템에 대해 서로 다른 추적 동역학이 제공되는 것이 제안된다. 이를 통해 많은 풍력 발전 시스템이 동일하거나 또는 심지어 동일하게 양호하게 반응하는 것이 의도적으로 회피되어야 한다. 이러한 경우에 조절 진동이 발생할 위험이 있다. 서로 다른 추적 동역학을 의도적으로 선택함으로써 그러한 과잉 반응을 방지할 수 있다.
또한 네트워크 주파수를 갖는 네트워크 전압을 포함하는 전기 공급 네트워크로 네트워크 연결 포인트에서 전력을 공급하기 위한 풍력 발전 시스템이 제안된다. 상기 풍력 발전 시스템은
- 풍력으로부터 전력을 발생시키기 위해 복수의 로터 블레이드 및 발전기를 갖는 로터,
- 생성될 출력 전압의 기준 주파수, 기준 각도를 갖는 기준 포인터 및 기준 진폭을 갖는 기준 시스템을 제공하기 위한 기준 제공 수단으로서, 상기 기준 각도는 상기 기준 주파수로 회전하고 상기 기준 주파수는 상기 네트워크 주파수에 실질적으로 대응하는 것인 기준 제공 수단,
- 상기 출력 전압과 네트워크 전압 사이의 위상각으로 위상각을 제공하기 위한 위상각 제공 수단,
- 상기 제공된 위상각으로부터 상기 기준 각도로 회전하는 공급 각도를 계산하여, 상기 기준 주파수가 상기 네트워크 주파수와 일치하면, 상기 공급 각도로 생성된 출력 전압과 상기 네트워크 전압 사이에서 상기 제공된 위상각은 조정되게 하는 계산 수단,
- 상기 전기 공급 네트워크로 생성된 전력을 공급하기 위해 상기 기준 진폭에 따른 전압 진폭, 상기 기준 주파수에 따른 주파수 및 상기 공급 각도로 상기 출력 전압을 생성하기 위한 적어도 하나의 주파수 인버터를 갖는 공급 유닛, 및
- 상기 기준 시스템이 상기 네트워크 전압의 거동을 지연된 방식으로 추적하게 하기 위한 추적 수단
을 포함한다.
로터 블레이드를 갖는 로터는 바람직하게는 3개이고, 이에 따라 바람에 의해 회전되고, 이 회전 운동은 발전기에서 전력을 발생시킨다. 보다 양호한 제어를 위해, 로터 블레이드의 블레이드 각도를 조절할 수 있도록 제안된다.
예를 들어 프로세스 컴퓨터의 일부로서 제공될 수 있거나 또는 단순히 제어 장치에 프로그램 또는 서브 루틴을 형성할 수 있는 기준 제공 수단에 의해, 기준 시스템이 제공되며, 특히 기준 시스템은 위에서 이미 설명한 바와 같다.
위상각 제공 수단은 또한 프로세스 컴퓨터의 일부로서 또는 간단히 제어 장치의 서브 루틴으로서 구현될 수 있다. 또한 여기에 제공되는 위상각은 상기 방법과 관련하여 이미 위에서 설명한 바와 같이, 출력 전압과 네트워크 전압 사이의 위상각으로서 제공된다.
기준 각도로 회전하는 공급 각도를 계산하기 위한 계산 수단은 또한 프로세스 컴퓨터의 제어 유닛의 일부로서 또는 단순히 제어 장치의 서브 루틴으로서 구현될 수 있다. 따라서 이 계산 수단은 이미 전술한 바와 같이 기준 각도로 회전하는 공급 각도를 계산한다.
전력 공급을 위해, 적어도 하나의 주파수 인버터 또는 또한 주파수 컨버터를 포함하는 공급 유닛이 제공된다. 이러한 주파수 인버터는 특히 해당 펄스 전압 신호를 제공함으로써 원하는 출력 전압을 생성한다. 이는 펄스 폭 변조 또는 허용 오차 밴드 방법으로서도 구현될 수 있다. 입력 변수로서, 이 공급 유닛은 기준 진폭, 기준 주파수 또는 그에 종속적인 주파수 및 공급 각도를 사용한다.
네트워크 전압의 거동을 기준 시스템이 지연된 방식으로 추적하게 하기 위한 추적 수단은 또한 제어 장치의 일부로서 또는 제어 장치의 서브 루틴으로서 구현될 수 있다. 추적 수단은 바람직하게는 네트워크 전압의 검출된 전압 포인터의 값을 입력으로서 수신하고, 기준 시스템의 기준 포인터를 미리 결정된 지연 동력학, 특히 미리 결정된 지연 함수를 이용하여 추적한다. 특히 이는 네트워크 전압의 전압 포인터의 값으로부터 직접 기준 포인터에 대한 설정값이 형성되고 이러한 설정값이 그 후 원하는 지연 함수를 이용하여 지연되는 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 설정값은 지연 함수를 구현하는 그러한 지연 블록의 입력을 형성할 수 있으며, 따라서 이러한 블록은 그에 상응하게 지연된 값을 출력한다. 이러한 설정값이 급격히 변경되면, 이에 따라 지연 함수에 의해 변경되어, 지연 함수의 스텝 응답과 같이 거동한다. 이러한 결과는 이 경우 기준 시스템, 즉 기준 포인터의 상응하는 추적된 값이다.
바람직하게는, 풍력 발전 시스템은 상기 전력 공급 방법의 실시예 중 적어도 하나를 참조하여 전술한 바와 같은 적어도 하나의 방법을 수행하도록 준비된다. 이를 위해, 풍력 발전 시스템은 상응하는 방법이 구현되는 상응하는 제어 장치를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 풍력 발전 시스템은 적어도 하나의 추가의 풍력 발전 시스템과의 데이터 접속을 통해 데이터를 교환하기 위해 제공되는 데이터 전송 장치를 포함하며, 이러한 추가의 풍력 발전 시스템은 추가의 네트워크 연결 포인트를 통해 전기 공급 네트워크로 공급한다. 이러한 데이터 전송 장치는 유선으로 또는 무선으로 이루어질 수 있다. 필요한 경우에는 조합이 고려된다.
또한, 조정 수단이 제공되는데, 이러한 조정 수단은 제안된 풍력 발전 시스템의 전력 공급을, 적어도 하나의 추가의 풍력 발전 시스템의 전력의 공급과 함께 조정시킨다. 이를 위해 특히 제공된 동역학에 대한 조정이 이루어질 수 있다. 따라서 어떤 풍력 발전 시스템이 어떤 지연 동역학 또는 지연 함수를 가지고 그 기준 시스템이 추적하게 하는지가 조정될 수 있다. 그러나 예를 들어 제공된 위상각과 같은 구체적인 공급값을 조정하는 것도 고려된다. 조정 수단은 제어 장치의 일부로서 제공될 수 있거나 또는 전송 장치의 필요한 데이터를 수신하거나 또는 전송을 위해 여기에 전달하는 제어 장치의 제어 프로그램으로서 구현될 수 있다.
또한 데이터 접속을 통해 적어도 하나의 추가의 풍력 발전 시스템에 결합되거나 또는 이를 통해 통신하는 그러한 풍력 발전 시스템에 대해서도, 이러한 풍력 발전 시스템이 방법을 구현하는 것이 제안되는데, 즉 상기 방법은 복수의 네트워크 연결 포인트를 통한 복수의 풍력 발전 시스템에 의한 전력 공급에 관한 실시예와 관련하여 위에서 설명된 제어 장치에서 구현되는 것이 제안된다.
또 다른 실시예에 따르면, 데이터 전송 장치를 통해 추가의 네트워크 연결 포인트를 사용하는 적어도 하나의 추가의 풍력 발전 시스템과 통신하는 풍력 발전 시스템에 대해, 위치 특성을 결정하기 위한 결정 수단 또는 위치 특성을 입력하기 위한 입력 수단이 제공되는 것이 제안된다. 결정 수단은 제어 장치의 일부일 수 있거나, 또는 대응하는 데이터를 평가하는 제어 장치의 서브 루틴일 수도 있다. 대안적으로, 위치 특성은 단지 2가지 예를 들자면 예를 들어 서비스 요원 또는 중앙 제어실에 의해 입력될 수도 있다. 따라서 이러한 위치 특성은 각각의 네트워크 연결 포인트 및 이에 따라 이를 사용하는 풍력 발전 시스템이 전기 공급 네트워크와 얼마나 강하게 또는 약하게 결합되어 있는지에 대한 척도를 형성한다.
이를 위해 네트워크 연결 포인트의 위치 특성에 따라 적어도 하나의 풍력 발전 시스템의 작동 설정 중 적어도 하나를 제공하는 제공 수단이 제안된다. 제공 수단은 예를 들어 회전 속도 특성 곡선을 선택하여, 이에 따라 해당 풍력 발전 시스템이 최적의 회전 속도 또는 오히려 더 높은 회전 속도로 작동하는지를 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제공 수단은 또 다른 예를 들자면 회전 속도 밴드를 제공할 수 있다. 따라서, 제공 수단은 제어 장치의 일부일 수 있거나, 또는 예를 들어 시스템 제어 장치에서 구현됨으로써 상응하는 프로그램 또는 서브 루틴으로서 구현될 수도 있다.
또한, 복수의 네트워크 연결 포인트에서 전력을 공급하기 위한 복수의 풍력 발전 시스템의 어셈블리가 제안된다. 이러한 어셈블리는 복수의 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크에 전력을 공급하는 풍력 발전 시스템들 사이의 데이터 접속을 통해 데이터를 교환하기 위한 적어도 하나의 데이터 전송 장치를 포함한다. 이를 통해, 풍력 발전 시스템들 사이의 조정이 특히 실시예와 관련하여 위에서 이미 설명한 방식으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 이러한 어셈블리는 위에서 설명한 적어도 하나의 실시예에 따른 풍력 발전 시스템을 사용한다. 더욱 바람직하게는, 이러한 어셈블리는 위에서 설명한 적어도 하나의 실시예에 따른 적어도 하나의 방법을 사용하고, 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 어셈블리는 상기 적어도 하나의 실시예와 관련하여 위에서 설명한 바와 같이 에너지 저장 장치를 구비한다.
이하에서 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 기초로 하여 예로서 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 풍력 발전 시스템을 사시도로 도시한다.
도 2는 풍력 발전 지역을 개략도로 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 풍력 발전 시스템의 작동에 대한 흐름도를 도시한다.
도 4는 포인터 다이어그램 및 관련 시간 함수에 기초하여 기준 시스템의 의미 및 추적을 도시한다.
도 5는 1차 지연 함수 및 2차 오버슈트 프리 지연 함수의 그래프를 도시한다.
도 6은 중심 영역 및 주변 영역을 도시하기 위한 가능한 네트워크 구조를 개략적으로 도시한다.
도 7은 도 6의 네트워크 구조를 참조하여, 풍력 발전 시스템이 얼마나 중심에 또는 주변에 배치되어 있는지에 대한 척도를 나타내는 위치 특성을 설명하기 위한 다이어그램을 도시한다.
도 8은 상이한 회전 속도 특성 곡선을 도시한다.
도 9는 회전 속도와 전력 사이의 관계를 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 배치된다. 로터(106)는 작동 시 바람에 의해 회전 운동하도록 설정되고, 그에 따라 나셀(104) 내의 발전기를 구동시킨다.
도 2는 동일하거나 또는 상이할 수 있는 예시적인 3개의 풍력 발전 시스템(100)을 갖는 풍력 발전 지역(112)을 도시한다. 3개의 풍력 발전 시스템(100)은 이에 따라 풍력 발전 지역(112)의 기본적으로 임의의 개수의 풍력 발전 시스템을 나타낸다. 풍력 발전 시스템(100)은 그 전력, 즉 특히 생성된 전류를 전기적 발전 지역 네트워크(114)를 통해 제공한다. 이 경우, 각각의 풍력 발전 시스템(100)의 각각 생성된 전류 또는 전력이 가산되고, 일반적으로 변압기(116)가 제공되며, 이 변압기는 발전 지역 내의 전압을 변환시켜, 그 후 일반적으로 PCC로도 지칭되는 공급 포인트(118)에서 공급 네트워크(120)로 공급한다. 도 2는 당연히 제어 장치가 존재하지만, 예를 들어 제어 장치를 나타내지 않는 풍력 발전 지역(112)의 간략화된 도면만을 도시한다. 또한, 예를 들어, 단지 다른 실시예를 언급하기 위해, 각 풍력 발전 시스템(100)의 출력에 예를 들어 변압기가 또한 존재하는, 예컨대 발전 지역 네트워크(114)이 또한 다르게 설계될 수도 있다.
이제 도 3은 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 본 발명에 따른 방법의 실시예의 시퀀스(sequence)를 블록도로 도시한다. 런업 세그먼트(10; run-up segment)에서 시작 블록(12)은 터빈, 즉 풍력 발전 시스템 및 그 발전기의 런업을 도시한다. 충분한 바람이 이용 가능하다면, 풍력 발전 시스템은 여기서 정격 회전 속도까지 런업될 수 있고, 그 외에 필요한 경우 보다 낮은 회전 속도로 런업될 수도 있다. 풍력 발전 시스템이 이 범위에서 작동된다면, 측정 블록(14)에서 네트워크 전압, 즉 적어도 네트워크 주파수(fN) 및 네트워크 전압(UN)의 진폭의 측정이 이루어진다. 개시 블록(16)은 이들 값을 획득하여, 즉 기준 주파수(fref)가 측정된 네트워크 주파수(fN)에 대응하고 기준 시스템의 전압 진폭(Uref)이 네트워크 전압의 전압 진폭(UN)에 대응하는 방식으로 기준 시스템을 시작 또는 개시한다.
그 후, 전력 조작 세그먼트(20)에서의 공급이 이들 시작값으로 수행될 수 있다. 이를 위해, 기준 시스템은 기준 블록(22)에서 작동하고, 따라서 이 기준 블록(22)은 전압 진폭(Uref) 및 기준 주파수(fref)를 전달한다. 기준 블록(22)에서 또한 기준 시스템의 추적이 이루어질 수 있다.
그 후, 기준 블록(22)은 이들 기준값을 위상각 블록(24)으로 전송한다. 위상각 블록은 작동 포인트를 설정하기 위해 위상각을 계산한다. 여기에서 얼마나 많은 무효 전력 또는 무효 전류 및 얼마나 많은 유효 전력 또는 유효 전류가 공급되어야 하는지가 설정될 수 있다. 이때 위상각 및 전압을 설정할 수 있다.
또한 위상각 블록(24)은 이를 위해 또는 풍력 발전 시스템으로부터의 에너지의 변환을 위해 또는 특히 발전기 및 로터 블레이드 및 방위각 위치를 제어하는 풍력 발전 시스템의 제어를 위해 정보를 수신한다. 이를 위해 설명의 목적으로 풍력 터빈 영역(30)이 도시되어 있다. 이것은 풍력 터빈 블록(32)을 포함하며, 이 풍력 터빈 블록은 풍력 터빈의 작동 포인트를 제어하고 상응하는 데이터를 위상각 블록(24)으로 전송한다. 따라서, 풍력 터빈 블록(32)은 발전기 및 그 주변부의 제어와 관련되고, 한편 전력 조작 세그먼트(20)는 기본적으로 발전기에 의해 생성된 전력의 공급에 관련된다.
이에 따라, 위상각 블록(24)에서, 위상각은 작동 포인트를 설정하도록 계산되고, 그 결과는 그 후 관련된 하나 이상의 인버터에 의해 변환된다. 적어도 하나의 이러한 인버터는 그에 상응하게 출력 전압을 생성하고, 또한 결과적인 전류를 설정한다. 이것은 출력 블록(26)에 도시되며, 이 출력 블록은 순간 전압(u)이 생성되고 순간 전류(i)가 설정되는 것을 나타낸다. 우선, 원하는 값이 설정되고, 특히 위상각 블록(24)에서 계산된 위상각이 설정된다고 상정한다. 이 경우, 이때 동기화 영역(40)에서 동기화가 결정될 수 있는데, 즉, 개시 블록(16)의 초기 값이 적용되어, 이때 상징적으로 도시된 동기화 스위치(42)가 도 3에 도시되어 있는 위치로 스위칭될 수 있다. 이제 측정된 네트워크 주파수(fN) 및 네트워크 전압의 측정된 전압 진폭(UN)은 더 이상 기준 시스템을 직접 결정하지 않고, 기준 시스템은 본질적으로 기준 블록(22)에서 본질적으로 독립적으로 실행된다. 따라서, 여기서 기준 블록(22), 위상각 블록(24) 및 출력 블록(26)을 통과하여 기준 블록(22)으로 재순환되는 폐쇄 회로가 전력 조작 세그먼트(20)에 존재한다.
공급 네트워크에 변화가 생기면, 즉 네트워크 전압의 전압 진폭(UN), 네트워크 주파수(fN) 및/또는 네트워크 전압의 위상 위치가 변경되면, 적어도 출력 블록(26)에 도시된 순간 전류(i)에 즉각적인 영향을 미친다. 특히 1차 지연 요소에 의해서만 추적되게 하여 기준 시스템이 즉시 추적하게 되지 않음으로써, 순간 리저브(instantaneous reserve)는 어떤 변화가 네트워크에 발생했는지 그리고 어떤 반응이 이것을 야기했는지에 따라 활성화되고 공급되고, 또는 철회된다. 그러나, 기준 블록(22)에서 기준 시스템이 전기 공급 네트워크 내의 변화된 상황 또는 변경된 상태를 미리 결정된 지연 함수 또는 지연 동역학으로 추적함으로써, 지연된 방식의 추적이 이루어진다. 설정된 전술한 반응은 또한 위상각 블록(24)에서 계산된 위상각(φ)이 먼저 변경되도록 유도할 수도 있다. 그런 다음 그에 상응하게 상기 지연 함수 또는 지연 동역학에 의해 추적된다. 이를 위해 기준 시스템의 기준 포인터가 네트워크 전압의 전압 포인터를 추적하게 된다.
이 추적은 지연 동역학을 고려하여 적어도 네트워크 전압의 기준 포인터와 전압 포인터가 서로 동기적으로 회전하지만 그 사이에 원하는 위상각을 갖도록 하는 방식으로 이루어진다. 이제 기준 포인터가 고정된 방식으로 회전되면, 이 회전으로부터 기준 주파수가 결정되어 기준 블록(22)에서 사용될 수 있다. 기본적으로, 기준 주파수는 회전하는 기준 포인터 또는 그 회전하는 각도의 미분값이다. 기준 주파수는 또한 미분값에 비례할 수도 있다.
네트워크 전압의 기준 포인터(Zref) 및 전압 포인터(ZN)의 의미는 도 4에 도시된다. 도면은 단 하나의 위상만을 도시하고, 이것은 3상 시스템의 위상일 수 있다.
우선 도 4에서는 기준 시스템의 기준 포인터(Zref)가 또한 인버터에 의해 출력되는 출력 전압의 전압 포인터에 대응하는 변형예에 기초한다. 따라서, 도 4는 대략 사인파 형상의 출력 전압(Uref) 및 대략 사인파 형상의 네트워크 전압(UN)을 나타낸다. 또한, 변경된 네트워크 전압(U'N)이 점선으로 도시되고, 이는 또한 이후에 설명된다.
전압 그래프는 회전 전압 포인터(Zref, ZN 및 Z'N)에 대응한다. 이 포인터는 이 경우 시계 방향으로 회전하고, 기준 전압의 전압 포인터(Zref)와 네트워크 전압의 전압 포인터(ZN) 사이에 위상각(φ)이 존재한다. 양 포인터는 동기화되어 회전하고, 위상각(φ)은 이에 따라 일정하다. 도 4에 도시된 포인터의 위치는 시간(t0)에서 순간 값에 상응한다. 따라서 정지 상태에서 이러한 포인터는 연속적으로 회전되며, 시간이 지남에 따라 사인파 형상으로 도시되는 프로파일이 나타난다. 따라서, 위상각(φ)은 2개의 사인파 형상의 전압 그래프(Uref 및 UN) 사이의 위상 시프트이다.
이제 네트워크 전압의 변화가 발생하면, 네트워크 전압의 전압 포인터(ZN)가 또한 그에 상응하게 변경된다. 여기서 그 진폭, 즉 길이가 변화되므로, 그 회전 속도가 변화하여, 기준 시스템의 전압 포인터(Zref)가 변하지 않았다면, 위상각(φ)은 점차적으로 변하는 것이 고려되고, 네트워크 전압의 전압 포인터(ZN)는 그 위상 위치가 점프하므로, 각도(φ)가 즉시 일정 값만큼 변하는 것이 고려된다. 이 3개의 옵션은 또한 조합하여 발생할 수도 있다. 도 4는 네트워크 전압의 전압 포인터(Zref)의 위상 위치가 점프하는 이러한 마지막 경우를 보여준다. 이는 점선으로 표시된 전압 포인터(Z'N)로 점프한다. 도시된 45°의 점프는 상당히 크며, 오직 그래픽으로 잘 표현될 수 있도록 하려는 이유 때문에 선택되었다.
전압 포인터(ZN)의 새로운 전압 포인터(Z'N)로의 이러한 도시된 점프를 통해, 변경된 위상각(φ')이 얻어진다. 이렇게 확대된 위상각(φ)은 시간 다이어그램에서 또한 판독될 수도 있으며, 여기서 시간축 상의 변화된 네트워크 전압(U'N)의 점선으로 도시된 사인파 형상의 그래프는 기준 전압(Uref)에 대해 더 큰 시프트를 갖는다. 원래 제공된 이 위상각(φ)을 다시 얻기 위해, 기준 시스템의 전압 포인터(Zref)는 새로운 전압 포인터(Z'N)를 추적하게 될 수 있다. 그러나 이러한 추적은 지연된 방식으로 이루어지는데, 바람직하게는 PT1 거동에 의해 지연된 방식으로 이루어진다.
PT1 함수라고도 하는 이러한 1차 지연 함수가 도 5에 도시되어 있고, 이는 물론 당업자에게 잘 알려져 있다. 도 5는 1의 이득 및 0에서 1로 점프하는 1차 지연 함수(PT1)의 스텝 응답을 나타낸다. 이와 관련해서 이러한 1차 지연 함수(PT1)를 특징짓는 도시된 단계 응답은 초기 기울기로 시작하여, 최종값 1 아래에서부터 점근적으로 접근한다. 초기 기울기는 점선으로 표시된 접선으로 표시되며, 접선이 최종값에 도달하는 값이 이 1차 지연 함수의 시간 상수(TPT1)로서 간주될 수 있다. 따라서, 오버슈트하지 않고 또한 동시에 간단한 방식으로 시간 상수가 제공될 수 있는 거동이 간단한 방식으로 제공될 수 있다. 이 시간 상수는 추적의 지연에 대한 척도이다. 이 시간 상수(TPT1)가 클수록, 지연은 커진다.
제2 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 오버슈트가 없는 2차 지연 요소의 함수가 지연 동역학으로서 도시되며, 여기서 PT2로 지칭된다. 이 함수는 1차 지연 함수에 비해 작은 증가로 시작하여, 그 후 가파르게 되고 그 후에 우선 더 빠르게 접근하지만, 최종값 이하에서 점근적으로 접근한다. 이러한 2차 지연 함수(PT2)는 시간 상수 및 감쇠 거동을 통해 파라미터화될 수 있다. 따라서, 이를 통해 지연의 크기가 설정 가능하다.
도 5는 지연된 방식의 추적을 위한 2개의 바람직한 지연 함수를 나타낸다. 이에 상응하게, 유사한 거동을 포함하는 함수는 또한 여기에 설명된 교시의 의미에서 추적을 위한 의미있는 함수이다.
도 6은 전기 공급 네트워크(50) 또는 그 일부를 개략적으로 도시한다. 이 전기 공급 네트워크(50)는 예를 들어 대형 파워 플랜트(52), 예를 들어 제철소 또는 다른 생산 설비와 같은 산업 소비자(54) 및 도시(56)를 도시한다. 또한, 다양한 작은 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 대해서는 각각 변압기(T)가 배치된다. 변압기(T)뿐만 아니라 소도시(58)도 물론 구체적으로 각각의 경우에 다르게 설계되지만, 참조 번호는 구별되지 않는다. 풍력 발전 시스템 또는 풍력 터빈(WT1 내지 WT4)은 또한 각각이 복수의 풍력 발전 시스템을 각각 포함하는 풍력 발전 지역을 대표할 수 있다. 풍력 발전 시스템(WT1 내지 WT4) 중 하나의 각각의 변압기(T)는 또한 여기에서 설명된 교시를 이해하기 위해 네트워크 연결 포인트로 간주될 수 있다.
이 전기 공급 네트워크(50)에서, 대형 파워 플랜트(52)는 공급되는 에너지의 양과 관련하여 대형 생산자를 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.
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 제공된다. 산업 소비자(54)가 전력 출력을 변경하는 경우, 특히 네트워크로부터 분리되거나 또는 네트워크로 스위치 온(switch on)되는 경우, 이는 풍력 터빈(WT2)에 특히 강한 영향을 미친다. 대형 파워 플랜트(52)의 변경에 대해서도 동일하게 적용되며, 특히 네트워크로부터 분리된 경우에 적용된다.
또한, 네트워크 지원 수단, 즉 풍력 터빈(WT2)의 공급 전력의 증가 또는 감소는, 이들이 대략 동일한 크기라면, 예를 들어 풍력 터빈(WT1)의 경우보다 비교적 덜 직접적으로 인식 가능한 효과를 가질 것이다. 따라서, 풍력 터빈(WT2)은 특히 전기 공급 네트워크(50)의 중심에 가깝게 위치된다. 이 중심은 분명히 여기서 "Z"로 도시된다. 2개의 주변으로서 2개의 영역이 "PER"로 표시된다. 그러나, 중심과 주변의 이러한 표시는 명확하게 이해되어야 한다. 실제로, 대형 파워 플랜트(52) 부근의 최고 전압 라인(HH)에서는 도트(dot)를 통해, 거기에 있는 전기 공급 네트워크는 여전히 계속되고 따라서 다른 중심도 여전히 형성될 수 있다는 것이 표시된다. 이 예에서 특히 개별 네트워크 연결 포인트의 상이한 강한 결합이 도시된다. 또한 여기서 간단히 하기 위해 오직 설명 상의 목적으로, 각 네트워크 연결 포인트의 결합의 강도는 공급 네트워크에서 얼마나 중심에 배치되어 있는지에 대응한다고 상정한다.
그럼에도 불구하고 어떤 경우든 이미 언급한 풍력 터빈(WT2 및 WT1)에 대해서는 얼마나 중심에 또는 주변에 있는지에 대해 언급될 수 있다. 따라서, 풍력 터빈(WT2)은 매우 중심에 배치되거나 또는 공급 네트워크(50) 내로 바로 중심으로 공급하며, 풍력 터빈(WT1)은 바로 주변에 배치되거나 또는 공급 네트워크(50) 내로 바로 주변으로 공급한다.
따라서, 위치 특성이 할당되거나 또는 위치 인자(OF)가 값으로서 할당될 수 있으며, 이는 공급 포인트가 얼마나 중심에 또는 주변에 배치되어 있는지에 따라 함수를 형성한다. 이것은 도 7에 도시되어 있다. 도 7은 위치 인자(OF)를 제안하는데, 이 위치 인자는 예를 들어 1 내지 4의 값을 취할 수 있다. 다른 값의 범위도 또한 사용될 수 있거나, 또는 예를 들어 0 % 내지 100 %의 크기가 사용될 수 있다. 높은 값 4는 여기서 네트워크 연결 포인트의 바로 중심 위치를 나타내며, 값 1은 네트워크 연결 포인트의 바로 주변 위치를 나타낸다. 그에 상응하게, 풍력 터빈(WT2)에는 더 높은 위치 인자, 즉 높은 값을 갖는 위치 특성이 할당되고, 풍력 터빈(WT1)에는 더 작은 위치 인자, 즉 작은 값을 갖는 위치 특성이 할당될 수 있다.
도 6의 다른 풍력 터빈(WT3 및 WT4)은 이들 두 극단 값들 사이에 위치한다. 풍력 터빈(WT3)은 풍력 터빈(WT2)보다 더 주변에 있지만, 풍력 터빈(WT1)보다 더 중심에 위치하는데, 왜냐하면 이는 도시(56)가 또한 연결되어 있는 동일한 중간 전압 네트워크에 공급하기 때문이다. 풍력 터빈(WT4)은 풍력 터빈(WT3)보다 더 주변에 있지만, 풍력 터빈(WT1)보다 더 중심에 위치하는데, 왜냐하면 풍력 터빈(WT1)은 소도시(58)가 연결되어 있는 중간 전압 네트워크에 전력을 공급하는 반면, 풍력 터빈(WT4)은 2개의 소도시(58)가 연결되어 있는 중간 전압 네트워크에 전력을 공급하기 때문이다. 이 결과는 그에 상응하게 도 7에 도시되어 있으므로, 풍력 터빈(WT2)이 가장 중심에 있고, 풍력 터빈(WT3)을 통해, 그 다음 풍력 터빈(WT4)을 통해, 풍력 터빈(WT1)까지 그 배치가 점점 더 주변이 된다. 따라서, 이 방향으로 위치 인자(OF)가 감소한다.
이러한 분류 또는 평가는 바람직하게는 상이한 강도의 지연을 선택하는 데 사용될 수 있다. 풍력 터빈(WT2)과 같이 특히 중심에 배치된 풍력 터빈의 경우, 특히 강한 지연이 제공될 수 있다. 도 5에 따른 1차 지연 함수와 관련하여, 특히 큰 시간 상수(TPT1)가 이러한 목적을 위해 선택될 수 있다. 따라서, 네트워크 전압이 변경되면, 제안된 기준 시스템은 특히 큰 거리로 추적하게 될 것이고, 이는 큰 순간 리저브 또는 큰 순간 리저브의 공급으로 이어질 수 있다. 따라서, 주변에 배치된 풍력 발전 시스템은 보다 작은 지연으로 관리될 수 있고, 이에 따라 구현이 그러한 1차 지연 함수를 통해 수행된다면, 보다 작은 시간 상수(TPT1)가 선택될 수 있다.
특히, 그러한 순간 리저브를 위해 요구되는 에너지를 제공하기 위해, 풍력 발전 시스템을 보다 높은 회전 속도로 작동시키거나 또는 적어도 더 큰 회전 속도 밴드를 허용하는 것이 유리할 수 있으며, 이에 따라 대응하는 크기의 회전 에너지량이 제공될 수 있다. 일반적으로 각각의 풍력 발전 시스템에 대해 각각의 작동 포인트에 대해, 특히 각각의 풍속에 대해 최적의 회전 속도가 있고, 실제로 설정이 풍속의 측정을 통해 이루어지지 않더라도, 이는 설명을 위한 역할을 할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 더 높은 회전 속도 또는 더 낮은 회전 속도를 갖는 풍력 발전 시스템이, 큰 손실 또는 높은 부하를 감수할 필요 없이도, 거의 최적으로 작동될 수 있다. 따라서, 풍력 발전 시스템이 예를 들어 도 6의 풍력 터빈(WT2)과 같이 특히 많은 순간 리저브를 제공한다면, 이는 풍력 발전 시스템의 로터에서의 회전 에너지를 통해 달성될 수 있다. 예를 들어 회전 속도가 10 % 증가하면, 이를 통해 물리적으로 약 20 % 더 많은 회전 에너지가 이미 존재한다. 그러나, 회수 가능한 회전 에너지만을 고려한다면, 시스템이 더욱 작동될 정도의 많은 회전 에너지만을 회수하는 것이 바람직하기 때문에, 이러한 예시적으로 언급된 바와 같은 회수 가능한 회전 에너지에 비해 10 %의 회전 속도의 증가는 전술한 20 %보다 훨씬 더 높은 에너지 제공을 달성할 수 있다.
구현을 위해 풍력 발전 시스템은, 예를 들어 풍력 터빈(WT2)의 경우에 대한 경우와 같이 이것이 바람직하다면, 가능한 다양한 회전 속도 특성 곡선으로부터 상응하는 것, 즉 회전 속도가 더 빠른 것을 선택할 수 있다.
이러한 상이한 회전 속도 특성 곡선은 도 8에 도시된다. 여기서 예를 들어 3개의 회전 속도 특성 곡선(K1, K2 및 K3)이 도시되어 있다. 그러나 이 도 8은, 일반적으로 회전 속도-전력-특성이 풍력 발전 시스템에 저장되지만 회전 속도-풍속-특성은 저장되어 있지 않기 때문에, 단지 설명의 역할만을 한다. 부분 부하 범위, 즉 풍력 발전 시스템이 아직 최대 전력을 제공할 수 없고 도 8에서 개시 풍속(Vws)과 정격 풍속(VWN) 사이에 위치하는 범위는 최적의 정상 상태 운전을 가정하면 각 풍속에 전력이 할당될 수 있다. 어떤 경우이든, 보다 높은 에너지를 제공하기 위해 보다 높은 회전 속도가 바람직한지 여부에 따라, 이 부분 부하 범위에서 상이한 특성(K1, K2 또는 K3)이 선택될 수 있다.
정격 풍속에서, 또는 그 이전에, VVN 정격 회전 속도(nN)가 달성되면, 시스템 안전상의 이유로 일반적으로 정격 회전 속도보다 더 높은 회전 속도는 사용될 수 없다. 그러나 예외적인 상황에서, 특히 단기적으로 네트워크 지원이 예상되는 경우, 더 높은 회전 속도가 고려될 수 있다. 이는 도 8에서 정격 풍속(VWN)에 따른 범위에서 점선으로 나타낸 특성에 의해 도시된다.
도 9는 3 m/s 내지 13 m/s의 다양한 풍속에 대한 전력/회전 속도 곡선 모임, 즉 전력/회전 속도 곡선 모임을 도시한다. 이 도면은 숫자 값이 없는 단지 개략적인 도식이다. 로터의 정격 회전 속도 또는 정격 전력에 대한 각각의 경우의 정규화가 상정될 수 있다.
먼저, 회전 속도(n)에 따라 각각의 곡선에 도시되는 전력(P)은 회전 속도가 최대값까지 증가한다는 것을 알 수 있다. 여기에 최적의 전력이 존재한다. 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 그 때까지 최대 회전 속도를 나타낸다. 더 높은 풍속의 경우 최적 회전 속도가 n_max로 표시되는 최대 회전 속도보다 높다. 따라서, 10 m/s의 전력/회전 속도 곡선에서 시작하여 작동 특성 곡선이 수직으로 올라가는데, 왜냐하면 이때 시스템이 회전 속도와 관련하여 조절되기 때문이다.
예를 들어, 10 m/s의 전력/회전 속도 곡선에서, 최적 회전 속도보다 약 10 % 아래 또는 위에 있는 작동 특성 곡선에 대해 편차가 있는 2개의 작동 포인트가 입력된다. 최적 회전 속도로부터의 이러한 회전 속도 편차는 단지 전력의 본질적으로 더 적은 감소를 발생시키는 것으로 인식된다. 이들 2개의 편차가 있는 작동 포인트는 풍력 발전 시스템이 순간 리저브를 제공하도록 작동할 수 있는 회전 속도 밴드를 나타낼 수 있다. 이 회전 속도 밴드는 바람직하게는 경계 조건에 따라, 상이한 풍력 발전 시스템에 대해, 상이한 네트워크 연결 포인트에 대해 그리고/또는 상이한 상황에 대해 상이한 폭으로 선택될 수 있다.
따라서 제안된 해결 방안은 전력 흐름을 조정할 수 있는 가능성을 제공한다. 여기에는 이 해결 방안을 통해 달성될 수 있는 즉각적인 반응, 즉 즉시 반응이 포함된다. 이 경우, 전압 스탬핑 시스템이 기초로서 사용되는 것이 바람직하다. 컨버터 또는 인버터는 내부 기준에 따라 전압을 생성하고, 컨버터에서의 이 출력 전압, 즉 컨버터 전압과 네트워크 전압 사이의 전압 진폭 및 위상각을 통해 전력 흐름이 설정된다. 그러나 대안적으로 또한 전류 스탬핑 컨버터를 사용할 수도 있다.
도 3의 런업 세그먼트(10)와 관련하여 설명된 바와 같이, 네트워크 주파수의 측정은 제1 동기화를 위해 충분할 수 있다.
기본적으로 조절 장치는 유효 전력 및 무효 전력에 대한 작동 포인트를 설정하기 위해 컨버터에서 두 변수, 즉 전압 및 주파수를 시뮬레이션한다. 이를 위해 기준 시스템의 추적이 제공된다. 이에 상응하게 위상각 및 전압 진폭의 조절이 이루어진다.
예를 들어 위상 점프 또는 시간의 경과에 따른 주파수 변화와 같은 네트워크에서의 이벤트(event)는 즉각적인 반응, 즉 즉시 반응으로 이어지는데, 왜냐하면 컨버터에서의 전압 및 주파수가 즉시 변경되지 않고 다른 전류가 즉시 설정되기 때문이다. 즉 컨버터 또는 인버터에서의 전압 및 주파수는 처음에는 기준 시스템으로 변경되지 않고 계속된다. 따라서 지연된 방식의 추적에 의해 즉각적인 순간 리저브가 제공된다.

Claims (25)

  1. 적어도 하나의 풍력 발전 시스템 또는 적어도 하나의 풍력 발전 시스템으로 이루어진 파워 플랜트 또는 발전 플랜트에 의해, 네트워크 주파수를 갖는 네트워크 전압을 포함하는 전기 공급 네트워크로, 네트워크 연결 포인트에서 전력을 공급하기 위한 방법에 있어서,
    - 생성될 출력 전압의 기준 주파수, 기준 각도를 갖는 기준 포인터 및 기준 진폭을 갖는 기준 시스템을 제공하는 단계로서, 상기 기준 각도는 상기 기준 주파수로 회전하고 상기 기준 주파수는 상기 네트워크 주파수에 실질적으로 대응하는 것인 단계,
    - 상기 출력 전압과 상기 네트워크 전압 사이의 위상각으로 위상각을 제공하는 단계,
    - 상기 제공된 위상각으로부터 상기 기준 각도로 회전하는 공급 각도를 계산하여, 상기 기준 주파수가 상기 네트워크 주파수와 일치하면, 상기 제공된 위상각은 상기 공급 각도로 생성된 출력 전압과 상기 네트워크 전압 사이에서 조정되게 하는 단계,
    - 상기 기준 진폭에 따른 전압 진폭, 상기 기준 주파수에 따른 주파수 및 상기 공급 각도로 상기 출력 전압을 생성하는 단계, 및
    - 상기 기준 시스템이 상기 네트워크 전압의 거동을 지연된 방식으로 추적하게 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지연된 방식으로 추적하게 하는 단계는 미리 결정된 지연 동역학으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기준 시스템이 지연된 방식으로 추적하게 하기 위해,
    - 상기 네트워크 주파수를 상기 기준 주파수가 지연된 방식으로 추적하게 되고 그리고/또는
    - 상기 네트워크 전압을 상기 기준 전압이 지연된 방식으로 추적하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지연된 방식의 추적 또는 상기 미리 결정된 지연 동역학은 각각 조정 가능하고 그리고/또는 상기 네트워크 연결 포인트에 의존하고 그리고/또는 상기 지연된 방식의 추적에 필요한 추가 전력 또는 이로부터 발생된 잉여 전력이 회전 에너지에 의해 커버(cover)되거나 또는 회전 에너지로서 저장되고, 그리고/또는 에너지 저장 장치, 특히 배터리 저장 장치로부터 취해지거나 또는 에너지 저장 장치, 특히 배터리 저장 장치에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지연 동역학은 지연 함수에 의해 구현되고, 상기 지연 함수는 비-오버슈트 스텝 응답을 갖는 PT1 함수 또는 PT2 함수인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 시스템이 지연된 방식으로 추적하게 하기 위해
    - 생성된 출력 전압과 네트워크 전압 사이의 실제 위상각이 검출되고,
    - 사전 설정된 위상각과 검출된 위상각 사이의 각도차가 형성되고,
    - 상기 각도차는 상기 지연 함수를 이용하여 크기가 감소되도록 상기 기준 각도가 변경되고,
    - 상기 기준 주파수는 이러한 방식으로 변경된 상기 기준 각도에 적응되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 주파수는 시작 설정에서 상기 네트워크 주파수로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 출력 전압을 생성함으로써 상기 공급 네트워크에 공급되는 전류가 형성되고,
    - 상기 지연 함수 또는 지연 동역학은, 상기 공급 네트워크에서 적어도 하나의 상태가 변경되면 상기 출력 전압의 생성은 본질적으로 우선 변경되지 않고 유지되어, 상기 공급된 전류의 결과적인 변경에 대해 우선 본질적으로 반대로 작용하지 않음으로써, 상기 방법은 변경된 공급된 전류로 상기 적어도 하나의 네트워크 상태의 변경에 직접 반응하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 기준 시스템이 상기 네트워크 전압을 추적하게 되고 적어도 하나의 변수가 적어도 미리 결정된 최소 편차만큼 상기 네트워크 전압과 상이할 때, 추적 작동이 존재하고,
    - 그렇지 않으면 정상 작동이 존재하며,
    상기 정상 작동에 대해 사전 설정된 한계값은 상기 추적 작동에서 미리 결정된 공차값만큼 초과될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    - 상기 사전 설정된 한계값은 최대 공급 전류이고, 상기 미리 결정된 최소 편차는 상기 최대 공급 전류의 적어도 10 %이고,
    - 상기 사전 설정된 한계값은 공급될 최대 전력이고, 상기 미리 결정된 최소 편차는 상기 공급될 최대 전력의 적어도 10 %이고,
    - 상기 사전 설정된 한계값은 상기 출력 전압을 발생시키는 인버터의 최대 허용 온도이고, 상기 미리 결정된 최소 편차는 적어도 10K이고,
    - 상기 사전 설정된 한계값은 미리 결정된 시간에 걸친 온도의 적분의 최대 허용 값이고, 상기 미리 결정된 최소 편차는 적어도 10K*s이고,
    - 상기 사전 설정된 한계값은 주파수의 최대 변화이고, 상기 미리 결정된 최소 편차는 적어도 0.5 Hz/s인
    가능성으로 이루어지는 목록에 따라 적어도 하나의 오버슈트가 허용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 전기 공급 네트워크에 대해 공칭 주파수가 제공되고,
    - 상기 기준 주파수는 상기 네트워크 주파수가 상기 공칭 주파수에 접근하는지 또는 멀어지는지 여부에 따라 상기 네트워크 주파수를 추적하게 되고,
    - 상기 기준 주파수의 추적은, 상기 네트워크 주파수가 상기 공칭 주파수에 접근할 때보다 상기 공칭 주파수로부터 멀어질 때 더 강하게 지연되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 주파수는 상기 전기 공급 네트워크의 공칭 주파수와 상기 네트워크 주파수 사이의 값으로 설정되어, 상기 기준 시스템과 상기 네트워크 전압 사이의 편차가 발생하고 보상 반응, 특히 변경된 공급 전류를 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 네트워크 연결 포인트 중 하나에서 전력을 공급하기 위해 복수의 상기 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크에 연결되는 복수의 풍력 발전 시스템을 각각 제어하기 위한 방법에 있어서,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법이 사용되는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    - 상기 복수의 네트워크 연결 포인트 각각에 대해, 상기 전기 공급 네트워크에 대한 상기 각각의 네트워크 연결 포인트의 결합 강도에 대한 상기 네트워크 연결 포인트의 기능적 위치의 척도로서 위치 특성을 결정하여, 상기 위치 특성은 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 전기 공급 네트워크와 얼마나 강하게 또는 약하게 결합되어 있는지를 나타내는 것인 단계,
    - 상기 적어도 하나의 풍력 발전 시스템이 전력을 공급하는 상기 네트워크 연결 포인트의 상기 위치 특성에 따라 상기 풍력 발전 시스템 중 적어도 하나의 각각에 대해 적어도 하나의 작동 설정을 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 작동 설정을 제공하는 단계는,
    - 특히 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 공급 네트워크와 더 강하게 결합될수록, 회전 속도가 더 높아지도록, 상기 위치 특성에 따라 회전 속도 특성 곡선을 제공하는 단계,
    - 특히 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 공급 네트워크와 더 강하게 결합될수록, 회전 속도 밴드가 더 넓어지도록, 회전 에너지를 제공 또는 전달하기 위해, 상기 회전 속도가 변화될 수 있는 허용 가능한 상기 회전 속도 밴드를 제공하는 단계,
    - 특히 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 공급 네트워크와 더 강하게 결합될수록, 더 강하게 지연되도록, 상기 위치 특성에 따라 상기 지연된 방식의 추적의 상기 지연 동역학을 선택하는 단계,
    - 특히 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 공급 네트워크와 더 강하게 결합될수록, 저장된 에너지가 더 커지도록, 상기 위치 특성에 따라 상기 저장된 에너지를 제공하는 단계, 및
    - 특히 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 공급 네트워크와 더 강하게 결합될수록, 에너지 저장 장치가 더 커지도록, 상기 위치 특성에 따라 상기 에너지 저장 장치를 제공하는 단계
    로 이루어지는 목록으로부터 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상이한 네트워크 연결 포인트를 통해 상기 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하는 풍력 발전 시스템들은
    - 상기 상이한 네트워크 연결 포인트에서의 전력 공급을 조정하기 위해 제어 데이터를 전송하는 단계,
    - 상기 상이한 네트워크 연결 포인트의 상기 풍력 발전 시스템의 추적 동역학의 선택을 조정하는 단계, 및
    - 상이한 네트워크 연결 포인트의 상기 풍력 발전 시스템에 대해 상이한 추적 동역학을 제공하는 단계
    로 이루어지는 목록으로부터의 적어도 하나의 작업을 위해 구성되는 데이터 접속을 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 네트워크 주파수를 갖는 네트워크 전압을 포함하는 전기 공급 네트워크로 네트워크 연결 포인트에서 전력을 공급하기 위한 풍력 발전 시스템에 있어서,
    - 풍력으로부터 전력을 발생시키기 위해 복수의 로터 블레이드 및 발전기를 갖는 로터,
    - 생성될 출력 전압의 기준 주파수, 기준 각도를 갖는 기준 포인터 및 기준 진폭을 갖는 기준 시스템을 제공하기 위한 기준 제공 수단으로서, 상기 기준 각도는 상기 기준 주파수로 회전하고 상기 기준 주파수는 상기 네트워크 주파수에 실질적으로 대응하는 것인 기준 제공 수단,
    - 상기 출력 전압과 네트워크 전압 사이의 위상각으로 위상각을 제공하기 위한 위상각 제공 수단,
    - 상기 제공된 위상각으로부터 상기 기준 각도로 회전하는 공급 각도를 계산하여, 상기 기준 주파수가 상기 네트워크 주파수와 일치하면, 상기 제공된 위상각은 상기 공급 각도로 생성된 출력 전압과 상기 네트워크 전압 사이에서 조정되게 하는 계산 수단,
    - 생성된 전력을 상기 전기 공급 네트워크로 공급하기 위해 상기 기준 진폭에 따른 전압 진폭, 상기 기준 주파수에 따른 주파수 및 상기 공급 각도로 상기 출력 전압을 생성하기 위한 적어도 하나의 주파수 인버터를 갖는 공급 유닛, 및
    - 상기 기준 시스템이 상기 네트워크 전압의 거동을 지연된 방식으로 추적하게 하기 위한 추적 수단
    을 포함하는, 풍력 발전 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 풍력 발전 시스템은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 방법을 수행하도록 준비되고 그리고/또는
    상기 풍력 발전 시스템은 적어도 하나의 에너지 저장 장치, 특히 배터리 저장 장치를 포함하고, 이로써 상기 지연된 방식의 추적에 필요한 추가 전력 또는 이로부터 발생된 잉여 전력이 상기 에너지 저장 장치로부터 취해질 수 있거나 또는 에너지 저장 장치에 저장될 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    - 추가의 네트워크 연결 포인트를 통해 상기 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하는 적어도 하나의 추가의 풍력 발전 시스템과의 데이터 접속을 통해 데이터를 교환하기 위해 데이터 전송 장치가 제공되고,
    - 상기 전력의 공급을, 상기 적어도 하나의 추가의 풍력 발전 시스템의 상기 전력의 공급과 조정시키기 위해 적어도 하나의 조정 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 준비되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    - 상기 전기 공급 네트워크의 중심 및 주변에 대한 상기 네트워크 연결 포인트의 기능적 위치의 척도로서, 상기 복수의 네트워크 연결 포인트 각각에 대해 위치 특성을 결정하거나 또는 입력하여, 상기 위치 특성은 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 전기 공급 네트워크에서 얼마나 중심에 또는 주변에 배치되어 있는지를 나타내게 하도록 하는 결정 수단 또는 입력 수단이 제공되고,
    - 상기 적어도 하나의 풍력 발전 시스템이 전력을 공급하는 상기 네트워크 연결 포인트의 상기 위치 특성에 따라 상기 풍력 발전 시스템 중 적어도 하나의 각각에 대해 적어도 하나의 작동 설정을 제공하기 위한 제공 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 시스템.
  22. 공통의 네트워크 연결 포인트를 통해 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하는 복수의 풍력 발전 시스템을 갖는 풍력 발전 지역에 있어서,
    상기 풍력 발전 지역 또는 상기 풍력 발전 지역의 적어도 하나의 풍력 발전 시스템은 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 작동되고, 그리고/또는 상기 풍력 발전 지역은 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 풍력 발전 시스템을 포함하는 것인 풍력 발전 지역.
  23. 복수의 네트워크 연결 포인트에서 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하기 위한 복수의 풍력 발전 시스템 또는 복수의 풍력 발전 지역의 어셈블리에 있어서,
    상기 복수의 네트워크 연결 포인트에서 상기 전기 공급 네트워크로 전력을 공급하는 상기 풍력 발전 시스템 또는 풍력 발전 지역 사이의 데이터 접속을 통해 데이터를 교환하기 위한 적어도 하나의 데이터 전송 장치
    를 포함하는, 어셈블리.
  24. 제23항에 있어서,
    제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 풍력 발전 시스템 및/또는 제22항에 따른 풍력 발전 지역이 사용되는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
  25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    - 상기 전기 공급 네트워크의 중심 및 주변에 대한 상기 네트워크 연결 포인트의 기능적 위치의 척도로서, 상기 복수의 네트워크 연결 포인트 각각에 대해 위치 특성이 결정하거나 또는 제공되어, 상기 위치 특성은 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 전기 공급 네트워크에서 얼마나 중심에 또는 주변에 배치되어 있는지를 나타내고,
    - 상기 위치 특성에 따라 복수의 상기 네트워크 연결 포인트에 복수의 에너지 저장 장치가 제공되어, 상기 네트워크 연결 포인트가 상기 공급 네트워크에서 더 중심에 배치될수록, 각각의 네트워크 연결 포인트의 상기 에너지 저장 장치는 더 커지는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
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