KR20190067097A - 자율 위상 각도 조절되는 풍력 발전단지 - Google Patents

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하인츠-헤르만 레타스
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센비온 게엠베하
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Abstract

풍력 발전단지는 풍력 에너지 설비(1), 발전단지-내부 네트워크(3), 및 수집 스테이션(8)을 포함하고, 중앙 전송 라인(9)이 수집 스테이션에 연결된다. 풍력 에너지 설비 각각은, 위상 각도에 따라 각각의 변환기에 작용하는, 유효/무효 전력을 위한 제어기를 갖는다. 본 발명에 따라, 풍력 발전단지는, 발전단지 네트워크 내의 유효 및 무효 축을 형성하는 인위적인 좌표계를 위한 기준 각도(φext)를 생성하는, 자율 기준 각도 발생기(6)를 갖는다. 그에 따라, 풍력 에너지 설비의 변환기는 위상과 관련하여 외부적으로 제어된다. 풍력 에너지 설비는, 예를 들어 연결 단자에서 우세한 위상 각도(φlcl)로 정확하게 공급을 실시하지 않고, 외부적으로 미리 규정된 것으로 공급을 실시한다. 부가적인 자유도가 생성된다. 위상 각도가 상응하지 않는 경우에, 국소적인 전압 페이저의 회전을 유도하는 편차가 발생된다. 결과적으로, 실제로 출력되는 유효/무효 전력 분포는, 발전단지 네트워크의 물리적 경계 조건에 합치될 때까지, 변화된다. 이와 관련하여, 발전단지 네트워크 자체가, 특히, 무효 전력을 전송할 수 없는 수집 스테이션(8)(HVDC 전송 섹션(9)의 다이오드 정류기)에 맞춰 적응될 수 있다.

Description

자율 위상 각도 조절되는 풍력 발전단지{WIND FARM WITH AUTONOMOUS PHASE ANGLE REGULATION}
본 발명은 자율 위상 조절되는 풍력 발전단지에 관한 것이다. 그러한 풍력 발전단지는, 발전단지-내부 네트워크를 통해서 수집 스테이션에 연결된, 전기 에너지 생산을 위한 복수의 풍력 에너지 설비를 포함한다. 에너지 전송 네트워크에의 연결을 위한 중앙 전송 라인이 그러한 수집 스테이션에 연결된다.
특히 공해 상의, 원격 풍력 발전단지가 종종 특별한 전송 라인을 통해서 연결된다. 비교적 먼 거리에 걸친 그러한 전송 링크의 경우에, 전송되는 무효 전력(reactive power)과 관련된 제약이 종종 존재한다. 이는, 특히, 원칙적으로 어떠한 무효 전력도 전혀 전송할 수 없는, DC 링크의 경우에 현저하다.
DC 링크(고전압 직류 전송)의 경우에, 풍력 발전단지에서, 발전단지-내부 네트워크(park-internal network)에서 흐르는 3-상 전류를 직류로 변환하기 위해서, 그에 따라 DC 연결을 통해서 직류를 전송하기 위해서, 정류기가 제공된다. 상응하는 원격 스테이션은 해안에 배열되고 그리고 전송된 직류를 3-상 전류로 다시 변환하고 이를 커플링 지점(PCC)에서 전송 네트워크로 공급한다.
풍력 발전단지에서 수집 스테이션에 배열된 정류기의 경우에, 2가지 상이한 주 유형이 있다: 하나의 주 유형은 유효(active) 요소로서 제어형 IGBT를 가지며, 다른 주 유형은 전력 다이오드를 갖는 미제어형 요소를 갖는다(예를 들어, Siemens로부터의 DRU 유형).
후자의 변경예는 그 구성이 상당히 단순하고, 적은 레이아웃만을 필요로 한다. 전체적으로, 이는 덜 복잡하고, 중요 동작 매개변수, 특히 전력, 강건성, 소형성(compactness) 등과 관련된 주요 장점을 제공한다. 그러나, 이러한 변형예는 심각한 단점을 갖는다: 이는 발전단지-내의 네트워크로부터 어떠한 무효 전력도 취할 수 없다. 이는, 풍력 에너지 설비가 무효 전력을 임의로 생성할 수 없고, 그 대신에, 발전단지-내부 네트워크의 라인, 변압기 및 다른 동작 장비를 통한 무효 전류의 손실로 인해서, 전체적으로 발전단지-내부 네트워크 내의 무효 전력 손실을 보상하기 위한 것과 정확히 같은 만큼만을 생성한다.
그러나, 현대의 풍력 에너지 설비는 특정 무효 전력을 가하도록 설계된다. 이는, 풍력 에너지 설비가 연결되는 네트워크가 무효 전력을 전송할 수 있다는 전제를 기초로 한다. 그러나, 정확하게, 이러한 전제는, 예로서 여기에서 설명되는 바와 같이 DC 링크를 통해서 연안 풍력 발전단지와 같은 원격 풍력 발전단지에서의 사용에 적용되지 않는다. 무효 전력은 전송될 수 없다; 즉 이는 특정 무효 전력을 가하는 현대의 풍력 에너지 설비의 성질과 상충된다. 불합치가 존재한다. 이와 관련하여, 발전단지-내부 네트워크가 무효 전력과 관련하여 과대하게 결정된다(overdetermined).
통상적인 수단, 예를 들어 STATCOM 또는 다른 유형의 위상 시프터(phase shifter)의 제공에 의해서 이에 대처하는 것이 알려져 있다. 모든 이러한 것이 부가적인 장치를 요구하고, 이는 생산과 관련하여 비용이 많이 들고, 더 복잡하게 만들며 그에 상응하게 고장이 더 잘 일어나게 한다.
본 발명은, 이러한 단점이 제거된 풍력 발전단지 및 상응하는 동작 방법을 구체화하는 목적을 기초로 한다.
본 발명에 따른 해결책이 독립항의 특징에 있다. 종속항은 유리한 개선예에 관한 것이다.
전기 에너지를 생산하기 위한 변환기를 갖는 회전자를 통해서 구동되는 발전기를 각각 가지고, 풍력 에너지 설비를 수집 스테이션에 연결하는, 발전단지-내부 네트워크에 연결된 복수의 풍력 에너지 설비를 포함하는 풍력 발전단지에서, 에너지 전송 네트워크에 연결하기 위한 중앙 전송 라인이 수집 스테이션에 연결되고, 위상 각도는 발전단지-내부 네트워크 내의 전류와 전압 사이의 위상 시프트의 측정이고, 풍력 에너지 설비는, 위상 각도에 따라 각각의 변환기에 작용하는, 유효/무효 전력을 위한 제어기를 각각 가지며, 본 발명에 따라, 자율 기준 각도 발생기가 풍력 발전단지 내에 더 제공되고 발전단지 네트워크 내의 유효 및 무효 축을 규정하는 좌표계에 대한 기준 각도를 생성하며, 풍력 에너지 설비의 적어도 하나의 참여 부분의 변환기는, 신호 라인을 통해서 각각의 풍력 에너지 설비의 유효/무효 전력 제어기에 인가되는 기준 각도 발생기에 의해서 생성되는 기준 각도에 의해서, 위상과 관련하여 외부적으로 제어된다.
첫 번째로, 사용된 일부 용어가 설명될 것이다:
기준 각도 발생기는, 발전단지-내부 네트워크 내의 좌표계와 관련된 기준 각도(단락에 대한 기준 위상 각도 또는 기준 각도)를 생성하는 유닛을 의미하는 것으로 이해된다. 기준 각도 발생기는 또한 발전단지-내부 네트워크를 위한 기준 주파수를 생성한다.
정지 좌표계는 회전되지 않는 좌표계를 의미하는 것으로 이해된다. 그 하나의 예로서, 3개의 위상에 대해서 3개의 전압 페이저(phasor)가 내부에서 회전되는, 3-상 시스템의 정지 좌표계가 있다. 좌표계의 절대 각도 위치는 반드시 0일 필요가 없고, 즉 좌표계가 "경사질" 수 있다. 이러한 각도 위치는 달라질 수 있다(플로팅 0 각도).
본 발명은, 풍력 발전단지 내의 무효 전력들이 서로 가능한 한 많이 보상하도록, 발전단지-내부 네트워크와 상호작용하는 풍력 에너지 설비의 각각의 변환기와 함께, 풍력 에너지 설비의 조절을 수정하는 개념을 기초로 한다. 이는, 시프터 또는 STATCOM와 같이, 비용이 많이 드는 부가적인 하드웨어를 필요로 하지 않고, 변환기를 갖는 풍력 에너지 설비의 조절에서의 개입에 의해서 달성될 수 있다. 본 발명은, 이러한 것이, 전용의, 본질적으로 전체적으로 인위적인 좌표계를 풍력 발전단지에서 생성함으로써 달성될 수 있다는 것을 인지하였다. 이는 통상적으로, 풍력 에너지 설비가 발전단지-내부 네트워크에 대한 그 연결 단자에서 전압 및 전류에 대한 값을 검출하고, 그로부터 실제 위상 각도를 결정하고, 그리고, 이를 기초로, 유효 및 무효 성분으로의 분해를 실시하는 경우이다. (연결 단자에서 측정된) 이러한 실제 좌표계에서 조절이 이루어진다. 이어서, 조절은 유효 및 무효 전류를 가한다. 본 발명은 이러한 오래된 일반적인 원리로부터 출발하고, 이제, 풍력 에너지 설비의 유효 및 무효 전력 출력의 조절을 위한 기초로서 취해지는, 전용의 풍력-발전단지-자율적, 기본적으로 인위적인 좌표계를 제공한다. 따라서, 유효 및 무효 전력과 관련하여, 풍력 에너지 설비의 국소적 조절은 그 자체의 국소적 전압 위상 시스템을 이용하지 않고, 외부적으로 풍력 에너지 설비에 인가된 인위적인 전압 기준 시스템을 이용하며; 그에 따라 이는 그 위상과 관련하여 외부적으로 제어된다.
이는 상당한 장점을 제공한다. 놀랍게도, 각각의 풍력 에너지 설비 외부의 위상 각도에 관한 이러한 제원(specification)은 부가적인 자유도를 수반한다. 이는, 이제 풍력 에너지 설비가, 연결 단자에서 일반적인 경우와 같이 정확하게 위상 각도로 그 전력을 공급하지 않고 외부적으로 미리 규정된 전력을 공급하기 때문이다. 그에 따라, 외부적으로 가해진 외부적으로 제어되는 위상 각도와 각각의 풍력 에너지 설비의 연결 단자에 실제로 존재하는 실제 위상 각도 사이에 차이가 있을 수 있다 - 그리고 있을 것이다. 이러한 점에서 특정 독립성이 발생된다. 이는, 풍력 에너지 설비가, 외부적으로 가해진 위상 각도로 인해서 본질적으로 부적절한 무효 전류에서와 같이 공급을 실시하는 경우에, 국소적 전압 페이저의 회전을 유도하는 편차가 발생되도록 하는 효과를 갖고, 결과적으로, 실제로 출력되는 유효/무효 전력은, 특히 발전단지 네트워크에 의해서 특정된 물리적 경계 조건과 합치될 정도까지, 변화된다.
위상 각도를 외부적으로 특정하는 본 발명으로 인해서, 이는 변환기에서의 셋팅을 실제로 우세한 위상 각도로부터 분리한다. 이러한 분리로 인해서, 풍력 에너지 설비는 풍력 발전단지 내에서 실제로 우세한 조건에 맞춰 스스로 더 잘 조정할 수 있다. 특히, 이는, 수집 스테이션이 무효 전력을 전송할 수 없는 경우에, 의무적인 제원의 결과로서 풍력 발전단지에서 발생될 수 있는 것과 같은 위험한 과대 결정을 방지한다. 그러한 무효-전력-불허용(intolerant) 수집 스테이션은, 예를 들어, 피동적 다이오드 정류기가 고전압 직류 송신의 정류기로서 이용되는 경우에, 존재한다.
그에 따라, 역설적으로, 위상 각도를 외부에서 가하는 것은, 풍력 에너지 설비를 위한 더 큰 자유도를 초래한다. 그에 따라, 원격 풍력 발전단지, 특히 연안 풍력 발전단지의 발전단지-내부 네트워크 내의 과대 결정이 효과적으로 방지될 수 있다. STATCOM 또는 위상 시프터와 같은 고가의 부가적인 장비는 필요치 않다. 이는 종래 기술과 다르다.
놀랍게도, 본 발명에 따라, 외부적으로 가해지는 위상에서도, 변환기가 과다하게 높은 전류로부터 보호된다는 것을 발견하였다. 본 발명은, 외부 위상 제원에도 불구하고 겉보기 전류가 일정하게 유지될 수 있다는 것을 인식하였다. 이는, 기본적으로, 유효 및 무효 전류의 상이한 조합들이 동일한 겉보기 전류를 유도할 수 있도록 하는 상황 때문이다. 이와 관련하여, 그에 따라, 실제 조건에 상응하지 않는 값이 외부 제원에 의해서 특정되는 경우에도 문제가 되지 않는다. 그에 따라, 위험한 전류 한계 값 초과가 본 발명에 따라 방지된다.
합성 좌표계는 기준 각도 발생기에 의해서 발생된 위상 각도로 유리하게 생성된다. 그러한 좌표계는, 발전단지-내부 네트워크 자체의 실제 좌표계에 대한 그 0의 각도와 관련하여 플로팅된다. 이는, 절대 위상 각도가 변경될 수 있다는 것을 의미한다. 이는, 좌표계의 절대 위치가 변경될 수 있다는 사실을 고려한다. 이는, 한편으로 합성 좌표계와 다른 한편으로 각각의 풍력 에너지 설비에서의 실제 위상 각도 사이의 적절한 상대적인 회전에 의해서, 적응이 이루어질 수 있는 가능성을 제공한다. 이는 기본적으로, 최적의 자가-조정을 가능하게 한다.
편리하게, 발전단지 네트워크 내의 실제 위상 각도를 검출하고 발전단지 네트워크 내의 실제 국소적 위상 각도와 기준 위상 각도 사이의 차이를 형성하도록, 그 차이를 한계 값과 비교하도록, 그리고 한계 값이 초과되는 경우에 기준 각도 발생기를 조정하도록 구성되는, 위상 모니터가 제공된다. 이는, 위상 각도와 관련된 실제 조건이 기준 위상 각도에 의해서 가해지는 합성 좌표계의 조건으로부터 멀리 완전히 벗어나지 않게 보장할 수 있다. 이는, 각각의 풍력 에너지 설비의 그리고 전체 시스템의 유효 및 무효 전력에 대한 조절 안정성을 유지한다. 위상 각도를 위한 모니터링 모듈이 유리하게 제공된다. 이는, 편차의 경우에 기준 각도 발생기를 조정하도록 편리하게 구성된다. 그에 따라, 과다하게 큰 편차의 경우에, 기준 각도 발생기의 조정에 의해서 합성 좌표계가 상응하게 추적되는 것이 달성된다. 그에 따라, 시스템 안전성 및 안정성이 유지된다.
각각의 풍력 에너지 설비의 유효/무효 전력 조절기가 바람직하게 피드포워드(feedforward) 제어기를 구비한다. 그러한 제어기는, 한편으로 기준 위상 각도와 다른 한편으로 실제 국소적 위상 각도 사이의 각도차를 기초로 하도록, 구현된다. 이러한 방식으로, 유효 및/또는 무효 전력의 제원이 기준 위상 각도를 갖는 외부적으로 부가된 합성 좌표계 내의 상응하는 변수로 전환될 수 있다. 따라서, 피드포워드 제어가 보다 양호하게 구성될 수 있다. 그에 따라, 이는, 한편으로 부가된 기준 위상 각도와 다른 한편으로 실제 위상 각도 사이의 가능한 편차와 관련하여 보다 강건해진다.
바람직하게, 피드포워드 제어기는, 실제로 출력되는 유효 전류를 검출하도록 그리고 합성 좌표계로의 좌표 변환을 실시하도록 구성되며, 전력 제원의 적응은, 특히 기준 위상 각도의 코사인 값에 의한 증폭에 의해서 바람직하게 제공된다. 이는, 증폭의 유형이, 한편으로 기준 위상 각도를 고려하는 동안 초래되는 가상의 실제 전류와 다른 한편으로 실제 위상 각도를 고려하는 동안 초래되는 실제 유효 전류 사이에서 발생된다는 통찰을 기초로 한다. 이러한 증폭은, 기준 위상 각도와 실제 위상 각도 사이의 각도 편차의 코사인에 상응하는 인자에 의해서 진폭을 보정하는 상응하는 피드포워드 제어기에 의해서 진폭과 관련하여 보상될 수 있다. 그에 따라, 더 빠르고 정확한 조절이 피드포워드 제어기에 의해서 달성될 수 있다. 이는 관리 행동 및 시스템 안정성을 개선한다.
따라서, 피드포워드 제어기는, 실제로 출력되는 무효 전류를 검출하도록 그리고 합성 좌표계로의 좌표 변환을 실시하도록 실험적으로 더 구성되며, 전력 제원의 적응은, 특히 기준 위상 각도의 사인 값에 의한 증폭에 의해서 바람직하게 제공된다. 유효 전류와 관련한 전술한 설명이 유사하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 기준 위상 각도가 풍력 발전단지의 모든 풍력 에너지 설비에 절대적으로 적용될 필요는 없다. 풍력 에너지 설비의 일부만이 참여하는 것으로도 충분할 수 있고; 적어도 하나는 반드시 참여해야 한다. 참여하는 풍력 에너지 설비들 모두가 동일한 기준 위상 각도를 반드시 획득할 것을 필요로 하지 않는다. 또한, 추가적으로, 바람직하게 기준 위상 각도에 대한 국소적인 오프셋을 고려함으로써, 참여하는 풍력 에너지 설비가 상이한 기준 위상 각도를 갖는 경우에도 충분할 수 있다. 개별적인 풍력 에너지 설비의 각각의 개별적인 조건에 대한 적응이 그에 따라 이루어질 수 있다. 이는, 특히, 특정 풍력 에너지 설비가 멀리 배열되거나 발전단지-내부 네트워크에서 그들의 전기 매개변수와 관련하여 상이한 경우에, 유리하다. 또한, 국소적인 오프셋이 각각의 풍력 에너지 설비의 동작 지점에 따라 달라지는 것이 제공될 수 있다. 이는, 풍력 발전단지의 풍력 에너지 설비들 사이에서, 특히 무효 전력 생산의 부하 분산 및 적응에 대한 추가적인 가능성을 허용한다.
기준 위상 각도에 관한 상이한 제원들이 개별적인 풍력 에너지 설비에 대해서 설비-특정적으로 실행될 수 있다. 그러나, 참여하는 풍력 에너지 설비가 그룹으로 세분되는 것이 또한 제공될 수 있고, 그러한 그룹은 상이한 기준 위상 각도들을 갖는다. 그룹으로 분할하는 것은, 일반적으로, 작은 레이아웃으로 양호한 조절 가능성을 가능하게 한다.
이는, 특히, 풍력 발전단지의 풍력 에너지 설비의 적어도 다른 하나가 기준 위상 각도로서 실제 위상 각도로 동작되는 경우에, 편리하고, 수집 스테이션에서의 실제 위상 각도가 바람직하게 이러한 풍력 에너지 설비에 적용된다. 이는, 적어도 하나의 풍력 에너지 설비가 풍력 발전단지의 위상 각도와 관련하여 실제 매개변수로 동작되는 것을 보장한다. 이러한 풍력 에너지 설비는 또한 말하자면 위상과 관련된 슬랙 노드(slack node)로서 기능한다. 이는 시스템 안정성을 위해서 편리하다. 이는, 특히 이러한 풍력 에너지 설비가 수집 스테이션에 또는 그에 근접하여 배열되고 그에 따라 수집 스테이션과 동일한 위상 각도를 갖는 경우에, 사실이다. 여전한 위상 각도 편차가 있는 경우에, 그러한 편차는 이러한 풍력 에너지 설비에 의해서 식별 및 보상될 수 있다. 결과적으로, 0의 위상 각도 및 그에 다른 수집 스테이션에서 우세한 무효 전력으로부터의 자유가 초래되도록, 미세 튜닝이 또한 실시될 수 있다. 당연히, 풍력 발전단지의 적어도 하나의 추가 풍력 에너지 설비가 본 발명에 따른 인위적 전압 기준 시스템으로 동작된다.
유리하게, 국소적 실제 위상 각도에 대한 입력 및 기준 각도에 대한 입력을 갖고 하나의 입력으로부터 다른 입력으로 점진적으로 변환되도록 구성된, 변환 모듈이 추가적으로 제공된다. 따라서, 한편으로 합성 좌표계의 인위적인 가상의 기준 위상 각도와 다른 한편으로 실제 국소적 위상 각도 사이에서 연속적으로 변경되는 조정을 실시할 수 있다. 이는, 특히 풍력 에너지 설비의 연결 시에 주요 장점을 제공한다. 풍력 에너지 설비들은, 그에 따라, 실제로 존재하는 위상 각도로 적어도 초기에 동작될 수 있고, 이어서, 안정적 동작 중에, 본 발명에 따른 위상 각도의 외부 제원으로 추후에 연속적으로 스위칭 오버될 수 있다.
본 발명의 추가적인 유리한 양태에 따라, 개별적인 풍력 에너지 설비에 대한 무효 전력의 특별한 제원이 그에 따라 실행된다. 가장 단순한 실시예에서, 모든 풍력 에너지 설비가 동일한 특정 값으로 동작된다. 그러나, 이는 절대적으로 필요한 것이 아니다. 또한, 풍력 에너지 설비가 부하-의존 방식으로 무효 전류와 관련하여 특정 값을 구성하는 것이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 큰 부하에서 동작되는 풍력 에너지 설비가 낮은 무효 전력에 기여할 수 있는 한편, 낮은 전력을 갖는 그러한 풍력 에너지 설비는 더 큰 무효 전력에 기여하기 위해서 그들의 여전히 충분한 여유분을 이용할 수 있다. 그러한 적응이 발전단지 네트워크 내의 전압에 따라 실행될 수 있는 것이 또한 제공된다. 적절한 경우에, 독립적인 보호를 장점으로 하는 하나의 특히 편리한 적응의 유형은, 상호 인접한 풍력 에너지 설비들이 반대 방향으로 변경되는 특정 값을 획득하는 것이다. 이와 관련하여, 예로서, 인접한 설비들 중 하나가, 특정 크기만큼 증가된 무효 전력 송입(infeed)을 위한 설정점 값을 획득할 수 있는 한편, 인접한 설비는 상응하게 크기가 감소된 무효 전력 송입을 위한 설정점 값을 획득할 수 있다. 그에 따라, 무효 전력이 이러한 2개의 풍력 에너지 설비 사이에서 순환되고, 결과적으로, 직접적으로 반대되는 특정 값이 적절히 선택되는 경우에, 이러한 풍력 에너지 설비들 사이의 임피던스 보상을 달성할 수 있다. 원점 위치에서 직접적으로 임피던스를 국소적으로 보상할 수 있는 이러한 능력은 본 발명에 따른 특별한 성취이다.
본 발명은 상응하는 풍력 발전단지 동작 방법으로 더 확장된다.
본 발명은 바람직한 실시예를 기초로 이하에서 예로서 설명된다.
도 1은 본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 다른 풍력 발전단지의 개략도를 도시한다.
도 2는 발전단지-내부 네트워크를 위한 등가 회로도를 도시한다.
도 3은 풍력 에너지 설비의 벡터-기반의 조절을 위한 블록도를 도시한다.
도 4는 도 1에 따른 풍력 발전단지 내의 복수의 풍력 에너지 설비에 대한 기능도를 도시한다.
도 5는 피드포워드 제어기에 대한 블록도를 도시한다.
도 6은 좌표계 내의 전류에 대한 도면을 도시한다.
도 7은 변환 모듈에 대한 블록도를 도시한다.
도 8은 변환 모듈에 따른 기준 각도에 대한 기능도를 도시한다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 따른 풍력 발전단지가 도 1에 도시되어 있다. 풍력 발전단지는 전력을 발전하기 위한 복수의 풍력 에너지 설비(1), 풍력 에너지 설비(1)에 의해서 발전된 전력이 출력되는 발전단지-내부 네트워크(3), 발전단지-내부 네트워크(3)가 연결된 변압기(18), 및 풍력 발전단지의 풍력 에너지 설비(1)에 의해서 발전되고 발전단지-내부 네트워크(3)를 통해서 수집된 전력을 전송 라인(9)에 출력하는 수집 스테이션(8)을 포함한다. 발전단지-내부 네트워크는 3-상 네트워크로서 구현되고, 전송 라인은 바람직하게 고전압 직류 전송(HVDC 전송) 및 피동적 다이오드 정류기로서 구현된다. 풍력 에너지 설비(1)의 모니터링 및 상위 제어(superordinate control)를 위해서 발전단지 마스터(farm master)(5)가 제공된다. 그러한 발전단지 마스터는 통신 네트워크(4)를 통해서 개별적인 풍력 에너지 설비(1)에 연결된다. 도 1에 도시된 3개의 풍력 에너지 설비(1)는 단지 예로서 간주되어야 하고; 풍력 발전단지는 상당히 더 많은 풍력 에너지 설비를 가질 수 있다. 그러나, 최소한, 풍력 발전단지는 2개의, 바람직하게 적어도 3개의 풍력 에너지 설비(1)를 갖는다.
풍력 에너지 설비(1)는 실질적으로 통상적으로 구현된다. 풍력 에너지 설비는, 타워의 상부 단부에서 방위 방향으로 경사질 수 있도록 배열된 나셀(nacelle)(11)을 갖는 타워(10)를 포함한다. 풍력 회전자(12)가 나셀(11)의 단부 측면에 회전 가능하게 고정되고, 그러한 풍력 회전자는 회전자 샤프트(미도시)를 통해서 전력을 발전하기 위한 발전기(13)를 구동한다. 발전기(13)는 변환기(14)와 조합되고; 이들은 발전된 전력을 연결 라인(16) 및 선택적인 설비 변압기(17)를 통해서 발전단지-내부 네트워크(3)로 출력한다. 변환기(14)는 완전 변환기 또는 (발전기로서 이중 공급형 비동기식 기계를 갖는) 부분적 변환기로서 구현될 수 있다. 풍력 에너지 설비(1)의 동작 제어기(2)가 나셀(11) 내에 더 배열된다. 이는, 풍력 에너지 설비 및 그 구성요소, 특히 변환기(14)의 동작을 모니터링 및 제어하도록 구성된다. 각각의 풍력 에너지 설비(1)의 제어기(2)는 발전단지 마스터(5)와 통신하기 위해서 통신 네트워크(4)에 연결된다.
또한, 전용의 자율 작동 기준 각도 발생기(6)가 풍력 발전단지에 제공된다. 그러한 기준 각도 발생기는 주파수 발생기(60)를 포함하고, 주파수 발생기는 기준 전압 시스템, 그리고 특히 발전단지 네트워크(3) 내의 풍력 에너지 설비(1)의 유효 및 무효 축을 형성하는 좌표계를 위한 기준 각도를 생성한다. 그에 따라, 주파수 발생기(60)는 전용의 준(quasi) 합성 좌표계를 생성하고, 이를 풍력 에너지 설비(1)에 가하며, 풍력 에너지 설비는, 그러한 좌표계를, 변환기(14)에 의한 풍력 에너지 설비에 의해서 발전된 전력의 출력을 위한 (가능하게는 수정된) 기본으로서 이용한다. 그러한 자가-규정된 합성 좌표계는, 원격 위치에서 및/또는 페이즈-브라인드(phase-blind) 연결 라인(예를 들어, DC 전송, 예를 들어 피동적 다이오드 정류기를 갖는 HVDC 전송)을 통해서, 상호 연결된 전기 그리드(grid)에 연결된 그러한 풍력 발전단지에 특히 적합하다. 이는 특히 연안 풍력 발전단지의 적용예에 적용된다.
이제, 발전단지-내부 네트워크(3) 및 그에 연결된 구성요소에 대한 대안적인 등가 회로도를 도시하는 도 2a 및 도 2b를 참조한다. 도 2a는 통상적인 등가 회로도를 도시하고, 여기에서, 전송 라인(16)의 임피던스 및 발전단지-내부 네트워크(3) 자체의 라인의 임피던스를 단순화하기 위해서, 발전단지 변압기(18)의 임피던스 및 수집 스테이션(8)의 임피던스가 조합된다. 수집 스테이션(8)은 전력 다이오드로 구성된 정류기로서 도시되어 있고, 전력 다이오드는 등가 저항(81), 이상적인 다이오드(82) 및 DC 전압 공급원(83)에 의해서 순방향 전압을 나타내는 것으로서 간략히 도시되어 있다.
표시(R 및 X) 및 후속 지수는 옴 유도 임피던스(ohmic inductive impedance)를 나타내고, 지수(LL)는 라인 자체를 나타내며, 지수(LC)는 그 용량 결합을 나타내고, 지수(P)는 발전단지 변압기(18)의 일차측을 나타내고, 지수(S)는 그 이차측을 나타내며, 지수(H)는 그 주 필드 인덕턴스를 나타내고, 지수(TX)는 수집 스테이션(8)에서의 각각의 값을 나타낸다. 풍력 에너지 설비(1)의 출력부에서 우세한 전압은 Vwea로서 표시되고 유동 전류는 Iwea로서 표시된다. 수집 스테이션의 입력부에 최종적으로 존재하는 3-상 네트워크 내의 전압은 VAC로서 표시되고 그 곳에서 흐르는 전류는 IAC로서 표시된다. (이상적) 다이오드(82)에 존재하는 AC 전압이 VACX로서 표시되고, 이상적인 정류 후에 그로부터 초래되는 DC 전압은 VDCX로서 표시되며, 요소(83)에 의한 순방향 전압을 고려하면서, 그로부터 VDC의 DC 전압 값 및 IDC의 직류가 초래된다.
단순한 설명을 위해서, 동일한 유형의 요소를 함께 그룹화하는 것이 편리하며, 이는, 이어서, 도 2b의 등가 회로도를 초래한다. 전압의 새로운 값으로서, 유도, 용량 및 저항 임피던스들 사이의 커플링 지점에서의 전압을 설명하는 VACY이 여기에서 부가된다. 나머지에서, 요소들은 도 2a에 도시된 것들에 상응한다.
단순화된 도면으로부터, 전류(IAC)를 구동하고 그에 따라 유효 전력 흐름을 규정하는 것이, 전압 차(VACY 빼기 VACX)라는 것이 확인될 수 있다. 이하가 유효 전류에 적용되고: 옴 그룹 내의 저항이 비교적 작다는 것이 고려되는 경우에, 이는, VACY의 비교적 작은 상승 조차도 큰 유효 전류를 초래할 수 있다는 것을 의미한다. 전압(VACX)은 HVDC 전송 연결(9)의 DC 전압(VDCX 및 VDC)에 의존한다. 이하가 다시 무효 전류에 적용된다: 이들은 접지에 연결된 임피던스들 중의 임피던스에 의해서 나눈 전압(VACY)으로부터 직접 초래된다. 이러한 전류는 비교적 낮고, 대체적으로는 실질적으로 피동적으로 풍력 에너지 설비의 유효 전력 동작점 및 전압(VACY)으로부터 초래된다. 또한, 전압(VACY 및 Vwea)은, 풍력 에너지 설비 전류(Iwea)로 인한 유도 직렬 임피던스(XLL, XP 및 XS)에 걸친 전압 강하로 인해서 위상-시프트된다.
본 발명은, 전압(VACY), 보다 정확하게, VACY와 VACX 사이의 전압차의 제어에 의해서 유효 전류를 가함으로써 이를 이용하고, 전압(VACY)은 실제로 측정 가능한 전압이 아니라는 것을 고려하여야 한다. 무효 전류는 가해지지 않는다.
여기에서 본질적인 요소는, 본 발명에 따라, 풍력 에너지 설비가 그에 의해서 발전된 전력을 전용 연결 라인(16)에서 측정된 위상 각도로 발전단지-내부 네트워크(3) 내로 공급하지 않고, 그 대신에 외부적으로 특정된 위상 각도를 기초로 취한다는 것이다. 이러한 외부적으로 특정된 위상 각도는 풍력 에너지 설비(1)의 벡터-기반 조절에서 이용되고, 도 3에 도시되어 있다.
이제 도 3을 참조한다. 발전기(13)는 기본적으로 통상적인 것이고, 그러한 발전기는 변환기(14)에 연결되고, 변환기는 다시 변환 후에 라인(16)을 통해서 전력을 출력한다. 3-상 시스템의 3개의 라인 상의 적합한 센서에 의해서, 전압 및 전류가 검출되고 좌표 변환을 위해서 블록(20)에 인가된다. 그러한 블록(20)은 3-상 네트워크의 3-상 시스템 내에서 검출된 전압 및 전류에 대한 값을 회전 벡터(소위 D, Q 좌표)로 배향된 2-축 좌표계로 변환하도록, 그리고 이들을 프로세스 내의 각도와 관련하여 역으로(-) 회전시키도록 그에 따라 이들을 이용하여 (조절기(21)에 의해서) 유효 전력을 그리고 (조절기(22))에 의해서) 무효 전력을 조절하도록, 구성된다. 그에 따라, 유효/무효 전력의 조절은 D, Q 좌표계에서 실시된다. 마지막으로, 좌표계의 반전 변환을 다시 제공할 필요가 있다. 블록(23)이 이러한 목적을 위해서 제공되고, 그러한 블록(23)은 2-상 좌표계를 다시 3-상 시스템으로 변환하고 그리고 그에 따라 이를 프로세스에서의 각도와 관련하여 정방항(+)으로 회전시키고 이를 기초로 변환기(14)의 제어기(15)에 제어 신호를 인가한다. 정지/회전 또는 회전/정지 좌표 변환을 위해서, 블록(20) 및 블록(23)은 위상 각도에 관한 정보를 필요로 한다. 위상 각도는 통상적으로, φlcl로서 측정되는, 연결 라인(16)에 실제로 존재하는 위상으로부터 결정된다. 이러한 값은 도 3에서 쇄선으로 예시적으로 표시되어 있다. 그러나, 이러한 값은 본 발명에 따른 좌표 변환(20, 23)을 위해서 이용되지 않는다. 외부적으로 특정된(기준 각도 발생기(6)) 위상 각도(φext)가 그 대신 이용된다. 이는, 유효 및 무효 성분에 따른 전류의 위상 분할이 그에 따라 풍력 에너지 설비(1)의 연결 라인 상의 실제 위상 각도(φlcl)를 기초로 실행되지 않고, 대신에 - 기본적으로 가상인 - 외부적으로 특정된 위상 각도(φext)를 기초로 실행된다.
기본으로서 취해진 이러한 좌표 변환 및 좌표계가 도 6에 도시되어 있다. 연결 라인(16)에서 실제로 우세한 조건을 나타내는 좌표계가 실선으로 표시되어 있다. 무효 성분("react")은 가로좌표에 표시되어 있고, 유효 성분("act")은 세로좌표에 표시되어 있다. 기준 각도 발생기(6)에 의해서 합성적으로 생성된 외부 좌표계가 쇄선으로 표시되어 있다. 이는, 실제 좌표계에 대해서 기본적으로, 본질적으로 임의의 위상 각도를 갖는다는 점에서 실제 좌표 시스템과 상이하다(편차는 편의를 위해서 과다하게 크지 않아야 한다). 연결 라인(16)을 통해서 변환기(14)에 의해서 실제로 출력되는 겉보기 전류가 I로 표시되어 있다. 전류는 실제이고, 유효 및 무효 성분 각각으로의 분해를 위해서 어떠한 좌표가 이용되는지와 무관하게 존재한다. (실선 축을 갖는) 실제 좌표계에서, 이러한 총 전류(I)는 실제 유효 전류 성분(Iact_lcl) 및 실제 무효 성분(IR_LCl)(실선 화살표 선으로 표시됨)으로 분해될 수 있다. 합성적으로 생성된 가상의 좌표계에서, 동일한 겉보기 전류(I)가 가상의 유효 전류 성분(Iact_ext) 및 가상의 무효 전류 성분(IR_ext)(굵은 쇄선 화살표 선으로 표시됨)으로 구성된다.
명확한 바와 같이, 유효 성분 및 무효 성분의 크기는 실제 및 가상의 좌표계 내의 표시 사이에서 상당히 상이하다. 가상의 좌표 시스템에서, 유효 및 무효 전류의 크기는 이하의 관계식에 따라 초래된다:
Figure pat00001
(1)
Figure pat00002
(2)
이러한 경우에, Δφ는 φext - φlcl 사이의 차이이다. 따라서, 유효 전류 및 무효 전류가 2개의 좌표계에 대해서 상이하게 할당된다고 말할 수 있고, 겉보기 전류는 두 경우 모두에서 동일하다.
그러나, 이는 또한, Δφ의 가정된 위상차의 경우에, 가상의 좌표계 내의 유효 전류는, 전술한 관계식에 따라, 크기와 관련하여, 실제 유효 전류와 항상 상이하고; 이는 그에 따라 무효 전류에도 마찬가지로 적용된다. 본 발명에 따라 외부의, 합성적으로 생성된 가상 위상 각도가 풍력 에너지 설비(1)의 제어기(2)에 인가된다는 사실로 인해서, 유효 전력 조절기(21) 및 무효 전력 조절기(22)가 또한 가상 좌표계에서 동작된다. 그에 따라, 이들은, 실제 조건에 상응할 수 있는 것과 상이한 크기의 유효 전력(그리고, 각각, 무효 전력)으로 조절한다. 그로부터 초래되는 편차는 관리 행동 및 시스템 안정성에서 문제를 유도할 수 있다. 이러한 것을 피하기 위해서, 본 발명은 바람직하게 피드포워드 제어기(또한, 도 5 참조)를 제공한다. 이와 관련하여, 첫 번째로, 유효 전력 피드포워드 제어기(61)가 유효 전력 조절기(21)를 위해서 제공된다. 그러한 유효 전력 피드포워드 제어기는 관계식을 구현하며, 그러한 관계식에 따라, 가상 좌표계 내의 유효 전류는 전술한 관계식(1)에 따른 실제 조건과 상이하다. 이는 피드포워드 제어기(61)에 의해서 고려된다. 이는, 유효 전류와 관련된 실제 조건 및 가상 조건이 너무 많이 벌어지는 것을 방지한다. 그에 따라, 동일한 것이 무효 전류에도 적용되고; 이러한 경우에, 무효 전류를 위한 상응하는 피드포워드 제어기(62)가 무효 전력 조절기(22)를 위해서 제공된다.
이제 부가적으로 도 4를 참조한다. 피드포워드 제어기(61, 62)에 의해서 메워야 하는 편차가 너무 커지지 않도록, 실제 및 가상 좌표계 사이의 각도차(Δφ)가 너무 크지 않아야 한다. 이를 위해서, 위상 모니터(64)가 바람직하게 제공된다. 이는 2개의 입력부를 가지며, 실제 위상 각도(φlcl)는 하나의 입력부에 인가되고, 기준 각도 발생기(6)에 의해서 발생된 외부 위상 각도(φext)는 다른 입력부에 인가된다. 위상 모니터(64)는 위상 각도들 사이의 차이를 구하고, 이를, 설정될 수 있는 한계 값과 비교한다. 그러한 한계 값이 초과되는 경우에만, 위상 모니터(64)가 작동 신호를 기준 각도 발생기(6)로 출력하고, 그에 따라 그 위상 각도를 변화시키며, 그에 따라 차이는, 설정 가능한 한계값 미만이 되도록 하는 범위로 감소된다. 이러한 방식으로, 2개의 좌표계가 너무 멀리 벌어지는 것이 방지되며, 그렇게 너무 벌어지는 것은 멀리 틸팅되는 것 그리고 그에 따라 안정성 문제를 유발할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 특정 상황에서, 풍력 에너지 설비(1)가 외부적으로 특정된 기준 각도(φext)로 동작되지 않고, 국소적인 기준 각도로 동작되는 것이 선택적으로 제공될 수 있다. 이는, 특히 풍력 에너지 설비가 시작(시동)될 때 유리할 수 있다. 이러한 경우에, 풍력 에너지 설비(1)가 실제로 우세한 조건(φlcl)에 따른 위상 각도로 동작되는 것이 편리하다. 시동 프로세스 이후에, 풍력 에너지 설비(1)를 외부 기준 각도(φext)로 부드럽게 스위칭하기 위해서, 변환 모듈(7)이 바람직하게 제공된다. 변환 모듈은 실제 위상 각도(φlcl)를 위한 입력부(71) 및 외부 위상 각도(φext)를 위한 입력부(72)를 갖는다. 이들은 승산 요소(multiplication element)(73 및 74) 각각에 인가된다. 제어 신호(CTL)가 추가적으로 인가되고, 이는 0 내지 100%의 혼합비를 위해서 0으로부터 1로 램프 유사 방식(ramplike fashion)으로 진행된다. 이러한 값은, 승산기와 각각 반대 부호로, 2개의 승산 요소(73, 74)에 인가된다. 그 출력은 합산 요소(75)에 연결되고, 합산 요소는 최종적으로 혼합된 출력 신호(77)를 생성한다. 국소적 위상 각도(φlcl)와 가상 기준 각도(φext) 사이의 연속적인 가변적 전이가 이러한 방식으로 달성될 수 있다. 제어 신호(CTL)는 시작 모듈(76)에 의해서 생성된다.
시작 모듈(76)을 이용한 변환 모듈(7)의 동작 모드가 도 8에 도시되어 있다. 도 8a에서, 가상 기준 각도(φext)는 쇄선으로 표시되어 있고, 실제 위상 각도(φlcl)는 실선으로 표시되어 있다. 제어 신호(CTL)가 도 8c에 도시되어 있다. 제어 신호는 초기에 1이고, 이는, 실제 국소적 위상 각도(φlcl)가 100% 사용된다는 것을 의미한다. 이어서, 제어 신호(CTL)의 값이 램프 유사 방식으로 0의 값까지 선형적으로 떨어지고, 이는 외부 기준 각도(φext)로의 전환이 점진적으로 이루어진다는 것을 의미한다. 결과적인 출력 신호가 도 8b에 도시되어 있다. 점프가 없는 조화로운 전이가 위상 각도와 관련하여 발생된다는 것이 명확하다.
풍력 발전단지의 풍력 에너지 설비(1) 모두가 동일한 외부 기준 각도로 동작될 수 있다. 그러나, 이는 절대적으로 필요한 것이 아니다. 풍력 에너지 설비(1)를, 상이한 외부 기준 각도로 동작되는 그룹(I, II)으로 조합하는 것이 또한 제공될 수 있다(도 4 참조). 이를 위해서, 오프셋 모듈(66)이 편리하게 그러한 그룹 내에 제공된다. 이는, 외부적으로 특정된 기준 각도(φext)를 오프셋 각도(φOff)만큼 변경하도록 구성된다. 또한, 그룹(II)이 상이한 오프셋 각도(φOff')로 동작되도록, 오프셋 각도가 그룹들(I, II) 사이에서 상이할 수 있다.
오프셋 각도(φOff)는 정적일 필요가 없고, 그 대신, 예를 들어 각각의 풍력 에너지 설비의 전압 또는 동작 지점에 따라서, 오프셋 모듈(66)에 의해서 변경될 수 있다. 무효 전류가 바람직하게 인접 풍력 에너지 설비들(1) 사이에서 순환되도록 하는 방식으로, 적응이 또한 제공될 수 있다. 결과적으로, 개재되는 라인 임피던스의 결과로서의 발전단지 네트워크 내의 전압 강하를 감소 또는 보상할 수 있다. 이를 위해서, 편리하게, 부가적인 값에 의해서 반대 방향들로, 각각의 풍력 에너지 설비(1)에서 유효 전류 특히 무효 전류에 대한 제원을 변경하는 것이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 중심에 배열된 풍력 에너지 설비에서 반대 방향들로 배향된 2개의 화살표에 의해서 도 4에 도시된 바와 같이, 국소적으로 순환되는 부가적인 무효 전류가 생성된다.

Claims (16)

  1. 전기 에너지를 생산하기 위한 변환기(14)를 갖는 회전자(12)를 통해서 구동되는 발전기(13)를 각각 가지고, 풍력 에너지 설비(1)를 수집 스테이션(8)에 연결하는 발전단지-내부 네트워크(3)에 연결된 복수의 풍력 에너지 설비(1)를 포함하는 풍력 발전단지로서, 에너지 전송 네트워크에 연결하기 위한 중앙 전송 라인(9)이 상기 수집 스테이션(8)에 연결되고, 위상 각도(φ)는 상기 발전단지-내부 네트워크(3) 내의 전류와 전압 사이의 위상 시프트의 측정이고, 상기 풍력 에너지 설비는, 위상 각도에 따라 각각의 변환기(14)에 작용하는, 유효/무효 전력을 위한 제어기(2)를 각각 가지는, 풍력 발전단지이며:
    자율 기준 각도 발생기(6)가 상기 풍력 발전단지 내에 더 제공되고 상기 발전단지 네트워크(3) 내의 상기 풍력 에너지 설비(1)의 유효 및 무효 축을 규정하는 좌표계에 대한 기준 각도(φext)를 생성하며, 상기 풍력 에너지 설비의 적어도 하나의 참여 부분의 변환기(14)는, 신호 라인(4)을 통해서 각각의 풍력 에너지 설비(1)의 유효/무효 전력 제어기(21, 22)에 인가되는 기준 각도 발생기(6)에 의해서 생성되는 기준 각도(φext)에 의해서, 위상과 관련하여 외부적으로 제어되는, 풍력 발전단지.
  2. 제1항에 있어서,
    합성 좌표계가, 상기 발전단지-내부 네트워크(3)의 좌표계에 대해서 플로팅되는 0의 각도를 갖는, 상기 기준 각도 발생기(6)의 기준 각도(φext)로 형성되는, 풍력 발전단지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발전단지 네트워크(3) 내의 실제 위상 각도(φlcl)를 검출하고 발전단지 네트워크(3) 내의 실제 국소적 위상 각도(φlcl)와 기준 위상 각도(φext) 사이의 차이를 형성하도록, 그 차이를 한계 값과 비교하도록, 그리고 한계 값이 초과되는 경우에 기준 각도 발생기(6)를 조정하도록 구성되는, 위상 모니터(64)가 제공되는, 풍력 발전단지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 풍력 에너지 설비(1)의 유효/무효 전력 조절기(21, 22)가, 기준 위상 각도와 실제 국소적 위상 각도 사이의 각도차(Δφ)를 기초로 하는 피드포워드 제어기(61, 62)를 구비하는, 풍력 발전단지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 피드포워드 제어기(61)는, 실제로 출력되는 유효 전류를 검출하도록 그리고 합성 좌표계로의 좌표 변환을 실시하도록 구성되며, 전력 제원의 적응은, 특히 위상 각도의 코사인 값에 의한 증폭에 의해서 바람직하게 제공되는, 풍력 발전단지.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 피드포워드 제어기(62)는, 실제로 출력되는 무효 전류를 검출하도록 그리고 합성 좌표계로의 좌표 변환을 실시하도록 구성되며, 전력 제원의 적응은, 특히 위상 각도의 사인 값에 의한 증폭에 의해서 바람직하게 제공되는, 풍력 발전단지.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    바람직하게 기준 위상 각도에 대한 국소적인 오프셋을 고려함으로써, 참여하는 풍력 에너지 설비(1)가 상이한 기준 위상 각도를 가지는, 풍력 발전단지.
  8. 제7항에 있어서,
    국소적인 오프셋이 각각의 풍력 에너지 설비(1)의 동작 지점에 따라 달라지는, 풍력 발전단지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    참여하는 풍력 에너지 설비(1)가 그룹(I, II)으로 세분되고, 그룹(I, II)은 상이한 기준 위상 각도들을 가지는, 풍력 발전단지.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 풍력 발전단지의 풍력 에너지 설비(1)의 적어도 하나가 기준 위상 각도로서 실제 위상 각도로 동작되고, 상기 수집 스테이션(8)에서의 실제 위상 각도가 바람직하게 이러한 풍력 에너지 설비에 적용되는, 풍력 발전단지.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유효/무효 전력 제어기가, 국소적 실제 위상 각도에 대한 입력 및 기준 각도에 대한 입력을 갖고 하나의 입력으로부터 다른 입력으로 점진적으로 변환되도록 구성된, 변환 모듈(7)을 추가적으로 구비하는, 풍력 발전단지.
  12. 제11항에 있어서,
    시작 모듈(76)이 더 제공되고, 상기 시작 모듈은, 상기 풍력 에너지 설비(1)가 국소적 위상 각도로 시동되고 이어서 동작 중에 기준 위상 각도로의 변환이 이루어지는 방식으로 상기 변환 모듈(7)과 상호작용하는, 풍력 발전단지.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무효 전력/무효 전류에 대한 상이한 특정된 값들이, 바람직하게 상기 국소적인 전압에 적응된 방식으로, 상기 참여하는 풍력 에너지 설비의 제어기(2)에 인가되고, 더 바람직하게, 국소적으로 순환되는 무효 전류를 생성하기 위해서, 인접한 풍력 에너지 설비에 대한 적응이 반대 방향들로 이루어지는, 풍력 발전단지.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수집 스테이션(8)이 무효-전력-불허용적이고, 특히 피동적 다이오드 정류기를 가지는, 풍력 발전단지.
  15. 전기 에너지를 생산하기 위한 변환기를 갖는 회전자를 통해서 구동되는 발전기를 각각 가지고, 풍력 에너지 설비를 수집 스테이션에 연결하는, 발전단지-내부 네트워크에 연결된 복수의 풍력 에너지 설비를 포함하는 풍력 발전단지 동작 방법으로서, 에너지 전송 네트워크에 연결하기 위한 중앙 전송 라인이 수집 스테이션에 연결되고, 위상 각도는 발전단지-내부 네트워크 내의 전류와 전압 사이의 위상 시프트의 측정이고, 상기 풍력 에너지 설비는, 위상 각도에 따라 각각의 변환기에 작용하는, 유효/무효 전력을 위한 제어기를 각각 가지는, 방법에 있어서,
    자율 기준 각도 발생기에 의해서 상기 풍력 발전단지 내의 전용 좌표계를 생성하는 단계,
    이를 기초로, 상기 발전단지 네트워크 내의 유효 및 무효 축에 대한 기준 각도를 형성하는 단계,
    신호 라인을 통해서 각각의 풍력 에너지 설비의 유효/무효 전력 제어기에 인가되는 기준 각도 발생기에 의해서 생성되는 기준 각도에 의해서, 상기 풍력 에너지 설비의 적어도 하나의 참여 부분의 변환기를 위상과 관련하여 외부적으로 제어하는 단계를 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같은 풍력 발전단지를 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
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