TW201347352A - 控制一用於饋入電流至一供電系統之配置之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於控制具有用於饋入電力至一供電系統(22)之一風能裝置(2)之一饋電配置(1)之方法，其包括下列步驟：使用該風能裝置(2)從風產生電力(P0)；饋入該所產生電力(P0)之一第一分量(P1)至該供電系統(22)；供應該所產生電力(P0)之一第二分量(P2)至一電消耗裝置(6)，用於消耗該所產生電力(P0)之該所供應第二分量(P2)，及其中，取決於至少一所監控系統狀態及/或取決於盛行風，全部或部分減小供應至該消耗裝置(6)之該所產生電力(P0)之該第二分量(P2)全部或部分且相應增大饋入至該供電系統(22)之該電力(P0)之該第一分量(P1)；且係關於一種相應饋電配置。

Description

控制一用於饋入電流至一供電系統之配置之方法
本發明係關於用於控制具有用於饋入電力或電能至供電系統之風能裝置之饋電配置之方法。此外，本發明係關於此一饋電配置。此外，本發明係關於具有複數個風能裝置及至少一饋電設備之風力發電廠。
從風產生電流並饋入此電流至供電系統之風能裝置普遍已知。此一風能裝置之實例示意繪示在圖1中。此一風能裝置因此亦可解釋為饋電配置，其包括風能裝置。
習知地但至少較佳地，風能裝置在或已在所謂系統並行運作模式中運作。此通常被理解為意指各自風能裝置在各情況中產生與歸因於盛行風可行的一樣多的電力並饋入此電力至供電系統。將亦在下文中同義稱作網路或系統之供電系統已補償或吸收饋入電力之所得波動。
但是，此一系統並行運作模式對於具有來自系統中之風能裝置之增大份額之電力之系統存在問題。需要風能裝置亦支援電系統且可特定言之適於對電系統之電力需求。
在此意義上，已知其中風能裝置可執行系統支援功能之解決方案。舉例而言，US 6,984,898揭示風能裝置取決於系統電壓調節其饋入電力之方法。US 6,891,281揭示取決於系統中之電壓頻率調節電力之方法。US 7,462,946描述一種用於藉由可考慮供電系統之短路之風 能裝置而饋入電力至供電系統之方法。US 6,965,174提議饋電至系統之風能裝置取決於系統電壓調整饋入電力之相角及因此反應電力分量以亦因此促進系統支援之方法。US 7,525,208亦提議在系統中考慮短路。
所有此等方法促進系統支援，但無法改變風能裝置無法從風產生比各情况中之盛行之風况所允許的多的電力之事實。在此程度上，特定言之有關振幅之電力增大受限於窄限值，而且亦此一增大之時間持續亦受限於窄限值。
為了能够亦達成風能裝置之饋入電力之增大，EP 2 411 669提議憑藉利用來自風能裝置之旋轉轉子之離心質量之功率之事實達成短期電力增大用於支援網路。此一電力增大亦受限於窄限值，其非最小由轉子中之最大儲存能量導致。此外，需要特定複雜度以將風能裝置之轉子之動能轉換為電流以實現饋入電力之所需增大。
本發明因此基於解決上述問題之至少一者之目標。特定言之，意圖係指定解決方案，使用該解決方案甚至使用風能裝置增大仍可電力之饋入。應可以特定言之盡可能簡單、盡可能快及盡可能長期之方式實施此電力之增大。亦可尋求顯著電力增大，特定言之，若可行達至少10%、20%或在可行的情況下甚至50%或更大。意圖係至少提議替代解決方案。
本發明提議如技術方案1之方法。根據該技術方案，控制具有風能裝置之饋電配置。控制以風能裝置產生電力之此一方式發生。注意，在此情况中，電力之產生或電能之產生被理解為意指另一種形式之電力或能量轉換為電力或電能。因此，風能裝置產生電力，即其將來自風之能量轉換為電能。
在以此方式產生之此電力中，第一分量被饋入至供電系統。藉由風能裝置產生之電力之第二分量被供應至電消耗裝置進行消耗。電 消耗裝置被理解為意指電意義上的消耗裝置，即其汲取電力。該消耗裝置隨後使用電力之方式最初不相關，但是如下文進一步所述存在較佳消耗裝置。
較佳地，監控或觀測供電系統之至少一系統狀態及/或風。在此情况中，考慮不同系統狀態，如下文進一步所述。但是至少針對評估之系統狀態監控超過任意情况中饋電配置需考慮之範圍，即系統中電壓之頻率、相位及振幅，特定言之在饋電配置饋入系統電力的系統饋入點上。
取決於此至少一監控系統狀態及/或取決於風，現在供應至消耗裝置之所產生電力之第二分量被完全或部分減小並加至第一電分量。電力之第一分量因此增加達此减小分量且相應地增大饋入至供電系統之電力。
亦可憑藉饋入電力保持恆定之事實實現風相關減小。所產生電力之第二分量隨後可依據總產生電力之波動。有關風之資訊隨後對於有關所產生電力之資訊有一些影響。
特定言之，提議取決於系統狀態而减小第二分量。
因此，若基於至少一所監控之系統狀態，識別或假設或預期增大將饋入至系統之電力係有利的，則此可憑藉為饋入至系統而被分流之供應至消耗裝置之電力之一分量而以簡單方式發生。此尤其具有其變得可以簡單方式快速提供額外電力之優點。若合適，可能需要設置電消耗裝置使得突然較小電力或甚至無更多電力可用。為此目的，可設置或另外相應選擇消耗裝置。
取代系統狀態或作為系統狀態之補充，提議監控風之狀態，特定言之風力。因此，提議使饋入電力即所產生電力之第一分量盡可能保持恆定，除非系統狀態使得針對其振幅改變此饋入電力必要或合理。
較佳地，電消耗裝置係用於將電能轉換為另一能量形式之轉換設備，特定言之，消耗裝置係產生作為能量載體之氣體或液體之轉換設備。舉例而言，可藉由電解產生氫氣。此外或另外，甲烷可藉由甲烷化工藝產生並饋入至氣體系統及/或氣體儲存器。因此，提供消耗裝置，其可取決於此轉換設備之尺寸而汲取大量電力且其亦可易於減小其電力。若減小此一轉換設備之輸入電力，則其產生相應較少氣體或可能甚至根據不產生氣體。此狀態原則上可持續如所要一樣長。
供應至轉換設備之電力之減小可在非常短的時間週期內發生，舉例而言在幾毫秒內。即便轉換設備需要更多時間來减小或關閉氣體生產，仍可出於此目的提供相應緩衝儲存器。
一實施例提議在由風能裝置產生之電力中，第三分量供應至電儲存器。但是亦構想原則上在此情況中，第二分量貢獻0值，根據本實施例，較佳地電力應分為可具有不同值之三個分量。在此情况中，第一分量饋入至供電系統，第二分量用於消耗裝置，特定言之轉換設備，且第三分量用於給電儲存器充電。
取決於至少一所監控系統狀態，特定言之在假設對供電系統之相應需求或此係預期時，電力可從電能儲存器汲取並饋入至供電系統。此外或作為替代，取決於一或多個所偵測相關系統狀態，亦改變用於給能量儲存器充電之第三電分量以用於饋入至供電系統。因此，在非常短的時間週期內，饋入電力可增大達第二分量及第三分量，結果，在非常短的時間週期內，切換可發生使得由風能裝置或複數個風能裝置產生之所有電力被饋入至供電系統。此外，為了至少針對饋電期間之短時間週期亦達成電力增大，緩衝儲存在電儲存器中之電能可用於增大饋入電力至高於此時在各情况中由該風能裝置或該等風能裝置提供之電力。
此情況可特定言之針對短期例外情況提供。此一例外情况可起 因於系統中之量測，或情况亦可事先已知，舉例而言，當工業設備在已知時間開啟大消耗裝置並因此產生短期電力需求峰值。
顯然地，饋入所產生電力之第三分量至電儲存器無法在高電力下長期發生。較佳地，以電儲存器總是完全充電以具有盡可能多的可用備用電力之此一方式控制電能儲存器或調整所產生電力之第三分量。但是，電能儲存器亦可不僅在例外情况中用於提供其能量而且藉此非常普遍地對波動之系統需求作出反應或補償風之波動。
將電力之第二分量或其一些分流用於饋電，特定言之，提供對突然電力需求作出反應之盡可能快之方式，或甚至在故障的情况下具有系統支援效應(若此一故障事件可用增大之饋電抵消)。特定言之，電力之第二分量之此分流盡可能地非常快，此係因為所需電力已作為電能可得。
同時，將此第二分量分流亦可可變地發生使得電力饋入至系統之穩定發生。換言之，可達成恆定電力饋入至電系統而不管波動的風之情况。饋電之穩定因此可行。甚至此一穩定可對系統穩定性具有有利效應，此係因為饋電均勻且作為此結果，亦可避免非預期波動。換言之，可歸因於存在大量風能裝置突然以非協調方式同時饋入較少電力或較多電力(其在極端情况中將導致系統崩潰)之理論風險之事實而對抗有關風能裝置之系統穩定性之問題之顧慮。雖然此等顧慮(取決於所使用之風能裝置)似乎無依據，或至少不代表如通常所見之此一大問題，但是所提議之穩定可免除此等顧慮。
電儲存器之使用可同樣促進此一穩定且此外可饋入之電力之增大可超過盛行風電力，且因此原則上亦超過所涉及之該風能裝置或該等風能裝置之額定功率。
監控至少一系統狀態可為或可包含監控供電系統之頻率。供電系統之頻率特定言之可為系統中之電力需求之指標。若頻率增大超過 額定頻率(即，歐洲大陸同步電網中之50Hz或美國電力網中之60Hz)，則此係系統中電力過剩之指標。若頻率减小，特定言之低於標稱頻率(特定言之，系統之額定頻率)，則此係對系統中之電力之超額需求之指標。較佳地，因此提議將電力之第二分量及/或第三分量全部或部分分流用於饋電及依據系統中之頻率减小至低於預定限值而進行分流。
較佳地或此外，可監控供電系統中之電壓，即，有關其振幅。特定言之，在此情況中，使用電壓之rms值之振幅或電壓之類似表示值。特定言之，如所述將電力之第二分量及/或第三分量完全或部分分流可取決於供電系統中之電壓是否降至低於預定電壓限值而進行。
所述分流亦可在數量上取決於所監控系統狀態。較佳地，越大電力被分流用於饋電，供電系統之頻率(即，所謂系統頻率)越進一步降至低於預定限值。更佳地，越大電力被分流用於饋電，供電系統之電壓(即，所謂系統電壓)越進一步降至低於預定電壓限值。在所概述之頻率相關提議中及亦在所述電壓相關提議中，電力之分流可隨進一步减小的頻率或進一步减小的電壓而線性增大至限值。
較佳地或此外，憑藉評估外部信號之事實而監控系統狀態。此一外部信號特定言之係由供電系統之運營商(所謂系統運營商)傳輸之外部信號。因此，舉例而言，亦可考慮來自系統之其他發電裝置之其他回應。因此，特定言之可避免系統中之數個發電裝置(其中饋電配置可形成一個發電裝置)在其等調節方面彼此對立運作。此外，憑藉考慮來自系統運營商之信號，亦可考慮未來事件，諸如舉例而言發電裝置或消耗裝置之規劃連接或斷開。
更佳地或此外，提議為了監控至少一系統狀態，決定對供電系統之電力之現有需求，特定言之超額需求，即，電力需求大於此時在各情况中由供電系統中之發電裝置所提供的電力。如所述，此可在監 控頻率之協助下發生。進一步可能性包括執行特定消耗量測，其可完全或部分由消耗裝置自行實施。特定言之，此亦考慮在未來系統之消耗裝置及發電裝置可針對資訊技術更大程度地互聯並相應規劃其等需求或其等供應及亦彼此通信之可能性。此資訊可由饋電配置評估。但是，較佳地，假設針對消耗裝置群組或所有消耗裝置發生預評估且僅此一評估之結果根據需要傳輸至饋電配置並可相應地作為系統狀態予以考慮。
更佳地，提議監控作為系統狀態之供電系統之頻率變化，即，系統頻率之變化。特定言之，系統頻率之快速或非預期地快速變化可不僅為超額需求或過剩而且可為關鍵系統狀態之威脅之指標。舉例而言，系統頻率之快速下降可為系統中警報電力需求增大之指標。特定言之，系統頻率之快速下降可使得有必要使電力分流用於快速饋電。舉例而言，憑藉切換，所產生電力之第二分量及/或所產生電力之第三分量可立即及完全用於饋電。大量額外電力因此可在極短時間週期中用於饋電，此可長期饋電。
較佳地，預定頻率變化之限值，且提議當頻率負變化即頻率下降降至低於此限值時(即，當其量值超過此限值之量值時)，引入所產生電力之第二分量及/或第三分量分流用於饋入至供電系統。
較佳地，用於監控系統狀態之此等提議(該等提議不構成排他性清單)之兩者或更多者可彼此組合。舉例而言，提議在頻率之絕對值仍高時(特定言之高於標稱值，特定言之高於額定頻率)，仍可容忍特定頻率下降。但是，若系統頻率具有此標稱值(特定言之額定頻率)或低於此值，則相同頻率下降可導致起始所述之電力分流用於之饋電。同樣地，系統電壓之評估及/或系統頻率之評估及/或系統頻率變化之評估亦可導致電力分流之不同結果，舉例而言，取決於系統運營商是否已經由信號通知已減輕據稱識別的問題之相應對策。在系統運營商 傳輸仍可能導致所識別問題增加之信號時，評估可賦予不同結果。同樣地，特定言之考慮消耗裝置之現有需求分析可影響系統狀態之評估結果。若已知舉例而言主要消耗裝置自行從系統斷開，電力可首先停止從額外饋電汲取。
一實施例提議供應至消耗裝置之所產生電力之第二分量完全加至饋入至供電系統之電力之第一分量，特定言之使得藉由切換操作而使所產生電力之第二分量分流使得其連同第一分量準備好饋入至供電系統。此外或作為替代，供應至電儲存器之所產生電力之第三分量可完全加至饋入至供電系統之電力之第一分量。
較佳地，以電力被引入至換流器之DC電壓中間電路(其原則上實施至電系統之饋電)之此一方式完全或部分分流電力之第二分量及/或第三分量。較佳地，出於此目的，饋電配置原則上以風能裝置產生電力並整流此電力並將電力提供為DC電壓之此一方式設計。自此DC電壓分為電力之第一分量、第二分量及/或第三分量首先發生。可以此形式使電力之第一分量(即，DC電壓)由DC電壓中間電路取得且換流器產生將根據頻率、相位及振幅相應饋送之電力。
若電力之第二及/或第三分量現分流用於饋送，此主要發生使得可取得作為DC電壓之總電力之各自分量不再從風能裝置被汲取或不再從風能裝置被完全汲取且因此直接在DC電壓中間電路中取得並可饋送。換言之，實施例提議憑藉電力之第二分量及第三分量不再被汲取而是由風能裝置提供之總電力直接且完全流入DC電壓中間電路並準備用於饋送之事實而使此第二分量及/或第三分量之分流以簡單方式發生。
因此亦顯然地，所饋送電力之增大可自發且以簡單方式發生，此係因為饋電換流器通常繼續運作且僅立即具有更多電力可供用於饋送。在此程度上，僅需謹慎亦可設計換流器(其可由較佳經由DC電壓 中間電路耦合之複數個個別換流器形成)用於饋送可由該風能裝置或該等風能裝置產生之總最大電力。
此外，提議如技術方案7之用於饋入電力至供電系統之饋電配置。此饋電配置包括用於產生電力之至少一風能裝置、用於饋送由風能裝置(特定言之換流器)產生之電力之至少一第一分量之至少一饋電構件、用於消耗由風能裝置產生之電力之至少一第二分量之電消耗裝置及用於控制饋電配置及特定言之亦用於控制電力流之控制裝置。
控制裝置經設置以實施如上述實施例之至少一者之方法。用於實施控制方法之此一設置可包括控制裝置耦合至換流器及耦合至切換或分流裝置。特定言之，控制裝置可以視需要所產生電力之第二分量全部或部分從至少一風能裝置傳遞至消耗裝置或至換流器之此一方式來驅動切換或分流裝置。較佳地，控制裝置具有相應評估單元，其可全部或部分為共同控制程式之部分且相應實施至少一系統狀態之評估。
較佳地，電消耗裝置係用於將電力(即供應至其之電力之第二分量)轉換為另一能量形式之轉換設備。特定言之，提議在供應至其之電力之協助下產生氣體(諸如氫氣及/或甲烷)或液體之轉換設備作為此電消耗裝置。
根據另一組態，提議饋電配置具有用於儲存由風能裝置產生之電力之第三分量之電儲存器及/或饋電配置具有帶DC電壓中間電路之換流器，該換流器實質上實施電力之第一分量之饋電及因此可能饋入由風能裝置產生之所有電力至供電系統。不言而喻，可提供其它組件(舉例而言，諸如系統電感器)用於饋電，其對於熟習此項技術者係習知的。
此外，提議風力發電廠，其具有如根據上述例示性實施例之一者之複數個風能裝置及饋電配置。因此風力發電廠包括複數個風能裝 置、至少一饋電構件(諸如換流器)及消耗裝置(特定言之，轉換設備)。因此可由此風力發電廠產生大量電力。取決於風能裝置之數量及大小，風力發電廠甚至可總體呈現大規模電廠之量級。此較佳結合相應大的消耗裝置(特定言之轉換設備)運作，其可汲取大份額之所產生電力，較佳風力發電廠之額定功率之5%以上、風力發電廠之額定功率之10%以上、20%以上或較佳50%以上，特定言之用於產生氣體，諸如氫氣或甲烷。
結合所提議之風力發電廠及結合僅一個或一些風能裝置，參考雖然需要轉換設備以盡可能少的損耗將所供應電力之第二分量轉換為另一能量載體，諸如氫氣或甲烷，但是本發明之基本概念不依據此之實施。在此應注意如今系統穩定性極度重要，其證實所產生電力之突然缺失。此外，轉換設備特定言之在僅存在對系統中電力之低需求時(即，舉例而言夜間)運作。但是此一低電力需求通常亦導致相對低的電價，結果係當在高需求時段及因此在高電價費率下存在轉換回至另一能量形式時，低效率等級之轉換可導致低電價費率時段期間的正面總結果。或當再次按高的價格提供能量時，結果係因此减少起因於不良效率之任意損耗，或在最佳情况中不發生損耗。
但是，特別重要的係在系統中電力需求增大的情况中，特定言之在系統中電力需求之快速或甚至突然升高之情况中，本發明提供立即增大所饋送電力之可能性。
現將參考附圖使用例示性實施例在下文中舉例而言更詳細說明本發明。
圖1繪示具有塔架102及機艙104之風能裝置100。具有三個轉子葉片108及旋轉器110之轉子106配置在機艙104上。使轉子106在運作期間歸因於風而執行旋轉運動，並藉此驅動機艙104中之發電機。
圖2繪示具有風能裝置2、饋電構件4、電消耗裝置6(在此情況中 為轉換設備6之形式)、電儲存器8及控制裝置10(其在此情况中繪示為微控制器10)之饋電配置1。
在根據一運作模式(其中存在足够風)運作期間，風能裝置2憑藉發電機12產生電AC電壓，經由氣動轉子14由風驅動該發電機12。此所產生AC電壓供應至整流器16，該整流器16由此產生DC電壓，該DC電壓供應至配電單元18。此配電單元18特定言之理解為下文所述之電力分配之符號示意圖。在實務中，旨在由此配電單元18繪示之電力分配亦可在無此一配電單元18之任意實體實施例的情况下管理。
在任意情況中，圖2繪示在使用配電單元18的情況下，由風能裝置2產生之所有電力首先被供應至該配電單元之事實。舉例而言，可能發生在整流器16中之任意損耗在此不予考慮。因此，風能裝置2之所有所產生電力P0可在配電輸入20上取得。所有此電力P0現分為第一分量或第一電力分量P1、第二分量或第二電力分量P2及第三分量或第三電力分量P3。相應地，等式P0=P1+P2+P3適用。首先假設第一電力分量P1、第二電力分量P2及第三電力分量P3各不等於0且相應地符號繪示及與各自電力分量相關之第一分量開關S1、第二分量開關S2及第三分量開關S3閉合。
因此，第一電力分量P1供應至饋電構件4，即，換流器4。此外，換流器4產生用於饋送至供電系統22(其亦在下文中簡稱系統22)之相應交流電流。此外，在圖2所示之實例中，繪示變壓器24，其在舉例而言饋電係至中電壓系統的情况下可將由換流器4產生之AC電壓變換為較高電壓值。此變壓器24並非絕對必要，但是其繪示饋電配置1且因此舉例而言風能裝置2不僅可饋入至低電壓系統(其通常亦為小型系統)，而且亦可饋入至中電壓系統及饋入至因此相應大型系統。但是，原則上，饋入至高電壓系統亦可行，特定言之當提供具有高容量之風力發電廠及亦依據安裝現場所遇到之系統布局。
第二電力分量P2供應至轉換設備6，其因此可產生或轉換氣體，該氣體可饋入至氣體系統或類似系統。闡釋性地，作為此之代表，氣體系統或氣體管線26被稱作GAS-L，且氣體儲存器或氣罐28被稱作GAS-T。原則上，氣體儲存器28或許多氣體儲存器可為氣體系統26之部分。
第三電力分量P3供應至電儲存器8以給該電儲存器充電。在此情况中，電儲存器8符號表示為電池儲存器，其可具有複數個儲存器組。但是，亦可構想其他儲存器，舉例而言，諸如電容器組，其等可至少以補充方式提供。第三電力分量P3原則上亦可變為負的，因此從電儲存器8汲取能量。此由雙箭頭30繪示，而單箭頭32繪示對於第一電力P1及對於第二電力P2，各情況中之電力僅流至換流器4或至轉換設備6，但是轉換設備6原則上亦可具有雙向實施例。
換流器4亦較佳體現為FACTS相容及/或可實施STATCOM之功能。兩種縮寫在供電系統技術之領域已知且具有下列含義：FACTS：彈性AC傳輸系統
STATCOM：靜態同步補償器
因此，換流器4經設置以不僅饋入電力至電源供應器22而且具有定性影響，特定言之藉由影響饋入電力之相角。此時，亦應提及本發明原則上基於非島狀網路之供電系統之事實。存在島狀網路之特定必要條件，特定言之有關頻率規格及指標及有關系統穩定值之干預概率。
為了控制換流器4、轉換設備6、電儲存器8及配電單元18或其等之功能性，提供控制裝置10。在此情况中，控制裝置10提供上級控制，其特定言之預定相對於換流器4、轉換設備6及電儲存器8係上級的調節或控制目標，特定言之有關電力分配。特定言之，可在各情況中藉由換流器4、轉換設備6及電儲存器8之內部控制或調節而轉化第 一電力分量P1、第二電力分量P2及第三電力分量P3之特定值。若適合，配電單元18可控制三個開關S1、S2及S3之開關位置。
為了此上級控制，控制裝置10可使用控制線34或36之一者。在圖2中，第一控制線34延伸至配電單元18且第二控制線36延伸至換流器4且從此處循環穿過至轉換設備6及至電儲存器8。控制線之特定布局原則上可根據需要且可使用已知布局以另外已知方式實施。
此外，為了偵測供電系統22之至少一系統狀態，提供系統資料線38，經由該系統資料線38控制裝置接收資訊舉例而言，諸如系統22之系統電壓之頻率及電壓振幅。其他資料可經由輸入資料線40供應至控制裝置10，特定言之來自外部單元舉例而言，諸如系統運營商或用於評估當前消耗裝置需求之中心評估單元之資料。此等及其他外部評估單元之代表在方塊42中，其由EXT標註作為外部單元的代表。
原則上，第一控制線34、第二控制線36、系統資料線38及輸入資料線40可傳輸不同信號，且因此控制裝置10可接收及傳輸信號。在此情况中，第一控制線34及第二控制線36之主資訊方向係從控制裝置10至各自所連接裝置，即，換流器4、轉換設備6、電儲存器8及配電單元18。在系統資料線38及輸入資料線40之情况中，資訊方向特定言之朝向控制裝置10。但是，舉例而言，資訊從換流器4供應至控制裝置10亦可行。此資訊可代表換流器4之特定狀態及若合適包含系統資訊，即當換流器4自身具有系統狀態之相應量測構件時，其在本文中為完整起見而提及。
若控制裝置10現確定存在對電力分流之需求，即，電力分量P1、P2及P3之間之電力劃分之變化，則首先存在賦予此資訊或相應控制命令至相關單元(即特定言之，換流器4、轉換設備6、電儲存器8及配電單元18)之可能性。取決於此，轉換設備6可減小其電力，結果係第二電力分量P2減小，可能至0。相應地，電儲存器8可減小其電力消耗， 即減小第三電力分量P3之減少及可能使此情況相反，結果係電儲存器發射電力。
不同或補充變型包括配電單元18斷開第二開關S2且隨後立即減小第二電力分量P2至0。同樣地，第三開關S3可斷開以同樣地立即減小供應至電儲存器8之電力至0。不言而喻，第一開關S1在此情况中閉合。
此外，為了使可從電儲存器8取得能量用於饋電，第三開關S3可再次閉合。有關電儲存器，應提及，與轉換設備6相比，該電儲存器原則上在長期運作期間及運行操作期間不汲取任何電力或汲取較少電力；最後電儲存器可僅汲取電力直至其被充電至其最大值。
電轉換設備6因此具有與電儲存器8不同之重要性且因此提議相應處理。相應地，原則上可基於最初不考慮電儲存器8之概念描述運作。在此考慮下，第三開關S3應斷開且第三電力分量應為P3=0。
轉換設備6憑藉其在連續運作期間需要(舉例而言)由風能裝置2產生之電力之大約50%及持續產生氣體或另一能量載體而較佳在連續運作模式中運作。在本實例中，第二電力分量P2為所提供之總電力P0之50%。相應地，第一電力分量P1隨後亦為總電力P0之50%。若，為簡明起見，即使此取決於風能裝置2之安裝位置係較少見情況，仍假設存在標稱風及因此額定功率，2MW風能裝置2可提供2MW之電力為P0，舉例而言，其中1MW饋入至系統22作為來自換流器4之第一電力分量P1。同時，轉換設備接收1MW用於產生氣體。從供電系統22的觀點看，相應地提供饋入至系統之1MW風能裝置。
若系統22中對電力之需求現在突然或逐漸增大，則此1MW電源可增大其電力，即，在本實例中增大其電力至2MW。但是，實際上，因風能裝置繼續產生2MW，故無電力增大發生，但從系統的觀點看，電力增大發生。在此情况中，此電力增大可持續實施，達幾 秒、幾分鐘、幾小時、幾天或幾周，此係因為在此情况中以可在任意時間點免除氣體產生或其他產生或此氣體產生或其他產生在任意時刻減小之此一方式設計轉換設備6。
此外，當風速減小時，換流器4仍可饋入舉例來說提及之1MW至系統22。在所述實例中，風速可減至風能裝置2僅產生額定功率之一半(即1MW)之此一程度。在此情況中，仍可能從換流器4饋入1MW電力至系統22，即當在此情況中，不再有電力供應至轉換設備6。
此外，亦可使用電儲存器8，此電儲存器特定言之適於額外提供電力用於饋送達相對較短時間週期，其取決於儲存容量之尺寸。
所述概念可憑藉電力分配(即，總電力P0劃分為第一電力分量P1、第二電力分量P2及第三電力分量P3)在DC電壓平面上發生且特定言之加至換流器4直接至其DC電壓中間電路之事實而特別容易地實施。第一電力分量P1之變化(其因此直接流入換流器4之DC電壓中間電路)原則上僅歸因於流入DC電壓中間電路之電流增大之事實而係明顯的。DC電壓中間電路之電壓可實質上保持相同。
為了說明的目的，圖3中之曲線圖表示隨時間t之功率量變曲線P。在此情況中，舉例而言，採用包括風能裝置WEA及消耗裝置(即，用於產生甲烷之轉換設備)之饋電配置。針對考慮中之實施例不提供電儲存器或不考慮電儲存器。
曲線圖基於風能裝置實質上產生恆定電力PWEA之情況。在此電力PWEA中，首先第一分量作為PNet饋入至供電系統且剩餘第二分量PMeth供應至轉換設備。在此忽略損耗。在時間tx處，存在對將饋送之電力PNet之突然增大需求及為此第二分量PMeth減小，即，在所示之實例中減至零，結果係此分量可加至所饋送電力PNet。PNet相應增大且增大至所產生電力PWEA之值。因此，所饋送電力PNet可藉由所提議方法 突然增至此較高值。此增大電力PNet亦可維持達相對較長時間週期，只要存在足夠風。
1‧‧‧饋電配置
2‧‧‧風能裝置
4‧‧‧饋電構件/換流器
6‧‧‧電消耗裝置/轉換設備
8‧‧‧電儲存器
10‧‧‧控制裝置/微控制器
12‧‧‧發電機
14‧‧‧氣動轉子
16‧‧‧整流器
18‧‧‧配電單元
20‧‧‧配電輸入
22‧‧‧供電系統/電源供應器
24‧‧‧變壓器
26‧‧‧氣體系統/氣體管線
28‧‧‧氣體儲存器/氣罐
30‧‧‧雙箭頭
34‧‧‧控制線
36‧‧‧控制線
38‧‧‧系統資料線
40‧‧‧輸入資料線
42‧‧‧外部單元
100‧‧‧風能裝置
102‧‧‧塔架
104‧‧‧機艙
106‧‧‧轉子
108‧‧‧轉子葉片
110‧‧‧旋轉器
GAS-L‧‧‧氣體系統/氣體管線
GAS-T‧‧‧氣體儲存器/氣罐
P0‧‧‧總電力
P1‧‧‧第一電力分量/第一分量
P2‧‧‧第二電力分量/第二分量
P3‧‧‧第三電力分量/第三分量
PMeth‧‧‧第二分量
PNet‧‧‧第一分量
PWEA‧‧‧恆定電力
S1‧‧‧開關
S2‧‧‧開關
S3‧‧‧開關
圖1繪示風能裝置之示意圖。
圖2示意繪示饋電配置之簡要概圖。
圖3繪示圖解說明電力劃分之曲線圖。
1‧‧‧饋電配置
2‧‧‧風能裝置
4‧‧‧饋電構件/換流器
6‧‧‧電消耗裝置/轉換設備
8‧‧‧電儲存器
10‧‧‧控制裝置/微控制器
12‧‧‧發電機
14‧‧‧氣動轉子
16‧‧‧整流器
18‧‧‧配電單元
20‧‧‧配電輸入
22‧‧‧供電系統/電源供應器
24‧‧‧變壓器
26‧‧‧氣體系統/氣體管線
28‧‧‧氣體儲存器/氣罐
30‧‧‧雙箭頭
34‧‧‧控制線
36‧‧‧控制線
38‧‧‧系統資料線
40‧‧‧輸入資料線
42‧‧‧外部單元
GAS-L‧‧‧氣體系統/氣體管線
GAS-T‧‧‧氣體儲存器/氣罐
P0‧‧‧總電力
P1‧‧‧第一電力分量/第一分量
P2‧‧‧第二電力分量/第二分量
P3‧‧‧第三電力分量/第三分量
S1‧‧‧開關
S2‧‧‧開關
S3‧‧‧開關

Claims (10)

  1. 一種控制具有用於饋入電力至一供電系統(22)之一風能裝置(2)之一饋電配置(1)之方法，其包括下列步驟：使用該風能裝置(2)從風產生電力(P0)，饋入該所產生電力(P0)之一第一分量(P1)至該供電系統(22)，供應該所產生電力(P0)之一第二分量(P2)至一電消耗裝置(6)，用於消耗該所產生電力(P0)之該所供應第二分量(P2)，及其中取決於至少一所監控系統狀態及/或取決於盛行風，全部或部分减小供應至該消耗裝置(6)之該所產生電力(P0)之該第二分量(P2)全部或部分且相應增大饋入至該供電系統(22)之該電力(P0)之該第一分量(P1)。
  2. 如請求項1之方法，其中：該電消耗裝置(6)係一轉換設備(6)，用於將該電力(P2)轉換為另一能量形式，特定言之，用於產生一氣體。
  3. 如請求項1或2之方法，其中：該所產生電力(P0)之一第三分量(P3)供應至一電儲存器(8)，及取決於該至少一所監控系統狀態，電力從該電能儲存器汲取並饋入至該供電系統(22)及/或取決於該至少一所監控系統狀態，全部或部分减小供應至該電儲存器(8)之該所產生電力(P0)之該第三分量(P3)全部或部分且相應增大饋入至該供電系統(22)之該電力(P0)之該第一分量(P1)。
  4. 如前述請求項中一項之方法，其中：該監控至少一系統狀態包括：監控該供電系統(22)中之頻率，監控該供電系統(22)中之電壓， 評估一外部信號，特定言之，自該供電系統(22)一運營商(42)傳輸之一外部信號，決定該供電系統(22)之一目前電力需求及/或監控該供電系統(22)之頻率變化。
  5. 如前述請求項中一項之方法，其中：供應至該消耗裝置(6)之該所產生電力(P0)之該第二分量(P2)完全加至饋入至該供電系統(22)之該電力(P0)之該第一分量(P1)，特定言之，使得該所產生電力(P0)之該第二分量(P2)透過一切換操作分流，使得連同該第一分量(P1)，其準備好饋入至該供電系統(22)及/或其中供應至該或一電儲存器(8)之該所產生電力(P0)之該或一第三分量(P3)完全加至饋入至該供電系統(22)之該電力(P0)之該第一分量(P1)，特定言之，使得該所產生電力(P0)之該第三分量(P3)透過一切換操作分流，使得連同該第一分量(P1)，其準備好饋入至該供電系統(22)。
  6. 如前述請求項中一項之方法，其中：該饋電配置(1)具有帶一DC電壓中間電路之一換流器(4)，且該電力(P0)之該第一分量及/或第二分量全部或部分分流使得其被直接引入至該DC電壓中間電路。
  7. 一種用於饋入電力(6)至一供電系統(22)之饋電配置(1)，其包括：一風能裝置(2)，其用於產生電力(P0)，一饋電構件(4)，其用於饋入由該風能裝置(2)產生之該電力(P0)之至少一第一分量(P1)，一電消耗裝置(6)，其用於消耗由該風能裝置(2)產生之該電力(P0)之至少一第二分量(P2)，及 一控制裝置(10)，其用於控制該饋電配置(1)，特定言之用於控制一電力流，其中該控制裝置(10)經設置以實施一如前述請求項中一項之控制方法。
  8. 如請求項7之饋電配置(1)，其中：該電消耗裝置(6)係一轉換設備(6)，用於將該電力(P0)轉換為另一能量形式，特定言之，用於產生一氣體。
  9. 如請求項7或8之饋電配置(1)，其包括用於儲存由該風能裝置(2)產生之該電力(P0)之一第三分量(P3)之一電儲存器(8)及/或具有用於饋入該電力(P0)之該第一分量(P1)至該供電系統(22)之一DC電壓中間電路之一換流器(4)。
  10. 一種風力發電廠，其包括複數個風能裝置(2)及一如請求項7至9中一項之饋電配置(1)。
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