TW522202B - A wind power plant and a method for control - Google Patents

Description

5222〇2 r

五、發明說明（1) 發明領域 一種風力發電廠’包含至少一風力發電站，此風力發 電站包含一風力汽機及由風力汽機驅動的發電機，且包含 一交流電壓連結點，用於將送電或配電網路連接風力發電 站，本發明也與在此風力發電廠中的控制方法有關。 本發明中最好之應用情況為：發電機及送電或配電網 路之間的連結點包含一用於沉下水中的纜線。結果，另t 之，本發明主要的應用為··一或多個與發電機相關的風力 汽機將置於海中或湖中，其中缏線連結點向在地面的送電 或配電網路延伸。甚至在下文中說明的本發明之優點，為 其可處理與風力汽機之位置連結點相關事件。而且，本發 明也可善用在下列情況，其中風力汽機及發電機係置於地 面中，而且在此例子中可不必然為一纜線，而天線或複數 條缓線的連結點而連接數個此類型的風力汽機/發電機， 以及送電或配電網路者。 本發明及習知技術的技術背景 當在需要海面設置風力發電站時，為了在該計劃中可 節省大量成本，將大量的風力發電站置於在一有限的區域 内。以海面為基礎的風力必需相當大量的風力發電站（3 MW以上），且預期適當的總系統功率為5 〇到1 〇 〇 Mw。 至今，此風力區的設計先假設電力傳輸由傳統的三相交流

522202 Ψ 五、發明說明（2)

電壓海底纜線系統中的交流傳輸達成。在該例子中，發電 機總是為三相不同步發電機。實際上，也有某些例子中， 將同步發電機直接連接到網路中，但是此將導致在發電機 及引擎室中必需類似複雜的機械彈簧結構以尼阻由於風力 負載之變動特性所產生的電力變動。此設計端視一項事 實，即同步發電機之轉子的動力行為如同一抵住固定交流 電壓網路的彈簧一般’而不同步發電機的行為如一尼阻 器。傳統上3 的不同步發電機可以為3到6KV所製造的 發電機，再加以推測，且與一變壓器串聯，在該變壓器可 將電壓升降到如24 KV，（第一步驟中）。在具有30到 4 0個風力發電站的風力區中，可再提供的中心變壓器， $可更進一步將電壓升降到1 3 〇 Kv。此優點為此系統相 $低成本’且不需要任何複雜的次系統。此缺點為技術相 當困難，考量即在高電壓交流電壓纜線中長距離傳輸電力 相當不易。此端視纜線產生的電容性反應功率而定，此功 率隨著長度而增加。然後流過導體的電流及纜線遮罩中的 電流將增加，而使得缆線無法長距離中達到良好的效率。 其他的缺點為變動的風力負載導致在傳輸線中電壓的變 動，其將影響連接在附近的電力消費者，此指如果網路相 當微弱時，即具有的短電路功率時，尤其明顯。由於上述 在"長，纜線傳輸距離的技術上的分別，可將風力區強迫連 接弱"（weak )網路。依據某些導引原理，電壓變動可不 大於4%。不同的國度採用不同的規定，該規定在傳輪線 上為低電壓準位時較緩和。電壓變動也必需根據時間間隔

522202 五 '發明說明（3) 一" "" 一 —- 而進行不同的處理。快速的電壓變動導致”閃爍" ”、' 干的光變動，此在規則中必需加以規定。 考量上述具有長纜線距離的分別，在本發明中一 決的方式為傳輸具有高電壓直流電壓的電力。然後此 再拉到強網路中。另一項優點為D C傳輸的功率耗損 ^傳輸的功率耗損低。從技術上的觀點視之，纜線的 可再長’而不必限制長度。一 HVD C連結包含整流 傳輸線（規線或天線），反相器站，及用於去除在轉 間過音調的濾波器。在一種舊式的HVDC連結中， 三f整流器以進行整流及轉換作業。三相整流器可切 但是無法關斷。在過0電壓時產生交換，此由交流電 定’且因此轉換稱為線交換。此技術的缺點為轉換器 感抗性功率’但是導致電流過諧（〇vert〇ne)，此過 網路中傳輸出去。在一更新的直流電壓解決方式中， 換器中使用I G B T，而非三相整流器。I G B T ( 閘極雙極電晶體）可切換且關斷，而且更進一步具有 切換頻率，此指轉換可依據完全不同的原則產生，即 的自行交換轉換器。總而言之，使用自行交換轉換器 點為其可傳輸及耗損感抗性功率，因此有可能如果網 弱時，可在網路側製造的電壓位準的主動性互補。結 使得此類型的轉換器優於習知技術，因此其可連接更 風力處的網路。高切換頻率也導致與習知技術中的Η C比較下，其所產生的過音調比較低。但是，其缺點 轉換器站中的耗損相當高且昂貴。一自行交換轉換器 ，如 項解 規線 比A 距離 站， 換期 使用 換，· 壓決 耗損 諧在 在轉 絕緣 兩的 所謂 的優 路微 果， 靠近 V D 為在 的特 522202 五、發明說明（4) 徵為由快速脈波分佈建立電壓，其中該電壓之間的電壓差 將大於網路侧的電感。有兩種不同類型的自行交換反相 器，一為電壓固定，VSI (電壓源反相器），另一為電 流固定C S I (電流源反相器），兩者的特性略微不同， V S I在DC侧至少有一電感，及具有最佳的電力調整特 性。

數個實驗性的風力發電站中’其應用與HVDC類似 觀念的技術，但是為了完成不同的理由，即用於達到各別 風力發電站的變動轉速。風力發電站的發電機經低電壓 (基本上為4 0 0V到6 6 〇V大小）的DC連結，而從 網路中斷連。在汽機中一變動的轉速可在相同時間中得到 能量增益，如同轉速的變動可用於去除快速的功率脈波， 此將導致”閃爍”現象。但是，當然，不可能調整慢功率 改變，此慢功率改變本質上為風力負載的特性。汽機的慣 里為轉動之中間儲存的函數。在此系統中，同步發電機不 會有任何的缺點，而是具有相同缺點，考量不絕緣同步發 電機必需使用更昂貴且更複雜的整流器。如果有必要使用 直接驅動發電機且結果可在汽機及發電機之間可不使用齒 輪單元，該發電機必需同步，考量必需提供多極之故。另 言之，直接驅動發電機需要DC中間連結。在該項觀念 中，有可能如果使用控制整流器的話，經由改變觸發角 落’而主動調整該慣量。在大部份的情況下，轉速為變動 者’可更進一步由所謂的間距控制提供外部主動轉速控 制，其暗示在汽機上葉片的角度可加以改變。其缺點為依

第8買 522202

五、發明說明（5) 據相關觀念之變動轉速必需使用電力電子儀器， 在海中維護且電力電子儀器相當困難，且成本一步 1目虽高。 本發明之目的 本發明的目的為應用上述之直流電壓，在 、 _ 區為基礎的海面及位在送電及/或配電網路處、疋以風力 之間達到一交流電壓連結，而且也玎能進行二^直接地面 輸，且所產生的功率耗損比電傳統交流電壓連二長距離傳 還低，且同時有可能應用變動的轉速操作，而°所產生者 全不需要電力電子儀器。此項設計相當有價值且在海中完 面上進行維修作業相當昂貴，且很難進行。本，考量在海 目的可達到由現今Η V D C系統所達成的感於^明另一項 的相關調整能力。 &功率所提供 發明概述 為了達到本發明的上述目的，在本發明中，一頻 ^奐器連接交流電壓連結點，其位在發電廠的網路侧，而設 叶頻率轉換器以固定在風力發電廠及轉換器之間連結點$ 頻率，使得該頻率實際上低於網路之頻率，且轉換此連結 點的低頻率以對應網路中較高的頻率。文中的說明”在發 電廠的網路侧，，意指將頻率轉換器定位在近送電或配電網

第9頁 522202

处，其中連結點的主要部位在頻率轉換器及其風力發電 7之間延伸，例如以沉水纜線的型式形成。結果，此意 連結點中的傳輸，基本上在低頻率下發生，且可得到比 統上具有規則網路頻率之交流電壓連結點還要長的傳 =離，且所產生的耗損更低。一般發生在網路中的頻率約 ^ 5 〇到6 0Hz。如果在頻率轉換器及風力發電站之間 机電壓不同時的低頻率如為丄〇 H z，則使得繩線中之 容性電流在5 〇 Hz網路電壓下減少5倍，此暗示著可在 水纜線中連接5倍長的距離。

本發明的另一項優點為頻率轉換器可位在近送電或配 電網路處，如在地面上，此可以使得成本大大地減少，包 含維持及監控成本，且減少在崩潰時，服務中斷的時間。 依據本發明的較佳實施例，數個具有不同步發電機的 風力發電站與交流電壓連結點併聯。交流電壓連結點的適 當頻率及電壓由風區的尺寸及距地面的距離決定，但是適 虽的風區為50 MW’在1 30 KV下頻率為1〇到20 Hz。 依據本發明之一實施例，頻率轉換器包含一直流電壓 中間連結，其包含一 Ac/Dc轉換器及一反相器設計。 此使得有可能在低頻率交流電壓連結點中配置一變動頻率 及一變動電壓。尤其是，最好該DC/DC轉換器包含直 流電壓中間連結。甚至在本發明的較佳實施例中，頻率轉 換器中的閥體包含串聯的I GBT，也可以使用其他型式 的闊體。而且，其他型式的頻率轉換器，如直流轉換器， 也可以稱為’’循環轉換器"，其缺乏直流電壓連結，可使用

第10頁

522202 五、發明說明^----------- -----η 号^·日日 » 浓絲^ 宁’而且也可以使用在頻率轉換器中’如轉動頻 平者表32L » 、裔中。依據本發明實施例，為了更快速地處理，在 "τ,3ϊ^ L, p p 了.的發電機側至少可配置一變壓器，其玎將發電機及 頻率輟始 舍/姨器之間不同的交流電壓以級距遞減方式下降到適 田的發電機電壓位準。在該例子中，各發電機可提供本身 的變壓3? ^ 35 ’除了 一互補或交流者外，變壓器可為所有的發 ^機所共用。其中，此變壓器有可能增加交流電壓連結點 壓到一可達到之傳統發電機還要高的電壓。此變壓器 項缺點為必需增加額外的成本，而且減少效率，使得 系統的總效率減少。此也指有可能發生火災且對環境產生· ^ 因為此系統包含變壓器油，在崩潰或受破壞時漏泡 出來。 應用今日有關風力發電站之發電機的技術，有可能產 生一發電機，此發電機可處理1 0KV，但是比需要還要高 的電壓。而且，傳統上地靜子線圈的絕緣技術對於溫度， 渥度或鹽份的改變相當敏感，這些因素為風力汽機發電機 所曝露的環境。 依據本發明中較佳實施例中，對於在發電機中至少一 線圈使用固態絕緣，最好該項係依據申請專利範圍第1 4丨_ 項中所說明者。尤其是，線圈為電壓纜線的特性。依據此 方式製造的發電機所得到的電壓比傳統上的發電機還要 高。最高可達到4 0 0 KV。而且，在線圈中的此絕緣系統 對於鹽份，溼度及溫度的變動並不敏感。相當高的輸出電 壓指變壓器可完全不使用，此可避免上述此類型之變壓器

第11頁 522202 五、發明說明（8) 的缺點。

具有此由纜線所形咸之線圈的發電機之形成方式為對 =目的：計的靜子在開槽中螺入纜線，而線 J 性暗指可應用相當簡單的方式進行該項螺入作業。的勒 絕緣系統的兩半導電層具有電壓補償功能，且結果減 9面成長的危險。内半導電層的作用為與導體形成電接 觸，或者是其-部份定位在該層之向内處，以得到== ，位。此内部層牢牢地固定到位在其向外處的固態絕緣層 =，而且也應用在將外部半導電層固定到固態絕緣的作業 中。此外部半導電層傾向於包含在固態絕緣内的電場。 為^保也可在該半導電層及固態絕緣之間得到一可維 持=附著或（在溫度變動期間），該半導電層及固態絕緣 具有實際上相同的熱膨脹係數。 的電i絕緣系統中的外部半導電層連接接地電位或相當低 =了得到-具有非常高之電壓的具有 多：徵，這些特徵已在上述說明文中提出，二看出 =二特徵與傳統技術的特徵不同。而且， 義 在下文中的申請專利範圍中，並 ^二特徵^。 依據本發明實施例之發電機及复 加以説B 及 其他基本的特徵此將於下；力發電廢的上达及 德所ί:路的線圈由一具有一或多個永久絕緣電導體的纜 缘體μ其中該導體上有—半導電層，且向外的固態絕 緣體。基本上的此類型之纜線具有橫向連結之聚乙烯絕緣 第12頁 522202 — ___— ________ 五、發明說明（9) 體，或乙烯丙基，在本說明中其目的為更進一步發展出電 導體的座體，及絕緣系統的特性。 最好使用具有圓截面的纜線，但是也町以使用具有其 他截面的纜線，以達到一較佳的封裝密度。 s 此缆線使得有可能在考量開槽及齒之下以勒新而最適 的方式設計磁路中層狀的核心。 最好，對於較佳實施例設計的層狀核心’應用級距增 加的絕緣體產生該線圈。 最好，以同心纜線線圈產生該線圈，其中有可能減少 線圈及橫截面數。 最好開槽的形狀適當線圈纜線的截面，使得開槽形成 數個柱形開口的型式，這些開口轴向延伸及/或徑向向外 延伸，以限制在各層靜子線圈層之間的行徑。 開槽的形狀適於問題之纜線的截面，且線圈之絕緣的 厚度呈分段改變。該分段改變的絕緣體使得磁核心可具有 實際上固定的齒寬，而與徑向延伸無關。 上述更進一步的發展必需考量座體的設計，意指包含 數層之線圈導體必需結合在一起，如絕緣的座體不需正確 轉換，彼此可非絕緣及/或絕緣。 上述更進一步的發展與外部半導電層無關，意指在沿 纜線之長度的適當點上戴斷外部半導電而且該截斷部 份直接連接接地電位。 長 使用具有上述類型的纜線使 度及發電廠的其他部位可維寺寺 得規線之處半導電層的洞 在接地電位上。一項重要

522202

五、發明說明（ίο) 的優點為在線圈中的電場接近零，且在外半導電声 的各區域中也相同。應用在外半導電層上的接地^位:夕 需要控制電場。此意指在核心及線圈端區域或者0雨$ 之間的遷移區均不會產生場集中的情況。 疋 將絕緣及/或非絕緣座體包封在一起或者是轉換 導致低的渦流耗損。此缆線之外徑約】〇 A 、 體區域的尺寸在1〇到2〇0 mm平方之間。 _ 且導 而且，本發明包含一種用於控制依據 圍製造的風力發電廠之操作方法。

下文的申請專利

較佳實施例之詳細說明 較佳之發電機1的設計。圖丄明在本發明實施例中 區的軸向視圖。發電機的轉子 :^圖為靜子2之扇形 於多層方式的核心。圖1顯示對雍靜子2為傳統上 區。從核心的輛區域中，其你婆=級距之發電機的扇形 齒部5向轉子3徑向向外延伸，Η $方向的更外側，多個 其中配置靜子線圈。形成此靜子 ：：：6加：分開， 線，此纜線的型式與配電規&却#1線7為高電壓蜆 ⑽=橫向連結的聚乙缔)線\型由式形成’如⑽規線 的"C層及-般包圍此配電赞：；二差:j為外部保護 二’使得本發明的缆線只包含在絕緣層之各侧 體及至少一導電層，圖:側邊上的電導 〇現線7的不意圖，其中只顯示

522202 五、發明說明（11) 各徵線區域或 有一變動的截 部位9。該寬 位之間的腕部 位置。開槽6 電壓隨著愈靠 層可使用較薄 子中，纜線具 分別對應的區 成配置輔助電 圖2顯示 面端視圖。南 位配置這些導 體1 6包圍各 6。在所示的 4。在這些半 緣層1 8，其 果，在此應用 何的金屬遮罩 線者。 線圈側之導電中央 面，而此區域具有 部位8基本上為環 形成窄部位9。腕 的截面從徑向方向 近靜子1的徑向最 的纔線’而外層則 有二種不同的尺寸 域 1 0，1 1，1 力的線圈1 3 。 發電機中使用之高 電壓缆線7包含— 體1 4，且在本實 導體。在一導體1 實施例中’由第一 導電層的周圍有一 絕緣層用為第二半 中，”高電壓規線" 或任何的外部保護 部位。其中顯示各開槽6 相替出現的寬部位8及窄 形且包含該纜線，在寬部 部用於徑向固定各纜線的 往内縮。此端視纜線區的 内部位而下降。因此凸内 使用厚纜線。在圖中的例 ，且配置在開槽6中三個 2中。在開槽6的外側形 電壓觋線的步階型式之切 或數層的靜子1的中間部 施例中顯示，由部位絕緣 4中省略部位絕緣體1 半導電層17包圍導體工 由如PEX絕緣體形成的絕 導電層19所包圍。、结 的觀念不必一定要包含任 層，其型式中包圍配電規 在圖3中顯示具有圖1及2中說明之磁路型式的風力 發電站。由風力汽機2 0緩一轴驅動發電機丄。甚至雖然 可由如汽機2 0直接驅動装置，即發電機的轉子在轉動^ 固定地耦合到汽機2 〇的輛中，在汽機2 0及發電機1中

522202 五、發明說明（12) 可有一齒輪2 2。此例可由單級的星形齒輪形成，此設計 的目的為改變發電機相對於汽機的轉速。發電機的靜子2 攜帶靜子線圈23 可不具有外鞘部位 的纜線2 4。 其係由上述的纜線7所構成。缆線7 且經一缆線連結2 5通過一有鞘部位

圖4中包含下列步驟本發明風力發電廠的型式，其中 顯示兩風力發電站2 9平行連接。各風力發電站具有一發 電機。發電機有一場線圈26及一（或數個）輔助電力線 圈27 °在所示的實施例中，發電機為γ型連結，且中點 經對應的阻抗2 8接地。 在圖4顯示的兩風力發電站中，包含一具有風力汽機 (圖中沒有顯示）的發電機1 ，一般以數字2 9表示。一 交流電壓連結點3 〇連接兩風力發電站2 9到送電或配電 網路3 1 °在此實施例中網路為三相網路。此網路額定頻 率為50或6 0Hz。連結點30包含以32標示的型式， 可沉入水中的纜線3 3。但是，除了可沉入水中的缆線 外，一或數條天線/缆線也可以使用在本實施例中。實際 上區域3 2可以相當大。

在該風力發電廠的網路侧，頻率轉換器3 4可連接交 流電壓連結點3 〇，設計此頻率轉換器以將連結點固定到 風力發電站2 9及轉換器3 4之間，以使得實際上低於網 路3 1的頻率’且轉換此相當低的連結點頻率成為網路3 1之對應的較高頻率。如從上述的說明所了解者，在此例 子中’發電機1為不同步發電機。

522202 五、發明說明（13) 頻率轉換器3 4適當地設置在靠近網路之發電站的地 面上。風力發電站2 9可設置在適當位址的海邊或湖邊。 在這些位址中’從發電機1向外傳輸的缆線經如匯流排桿 在圖中3 5所示的區域中彼此連結。 在圖4中顯示在頻率轉換器34及網路31之間提供 之斷路器3 6的定位方式，及在其各侧邊的不連結點組。 在圖4所示的實施例中，發電機1直接耦合頻率轉換 器34。此為假設發電機1為依據上述圖1及2所說明的 方式加以設計，因此可產生相當高的電壓。

在圖5所示的不同實施例中，其中顯示多個發電機1 共用的變壓器配置在發電機1及頻率轉換器3 4之平行連 結點3 5之間的方式，其中該變壓器在變壓器與頻率轉換 器3 4間之部份形成高電壓，而在變壓器3 8及發電機1 之間形成較低之電壓。此共用的變壓器3 8設置在連結點 3 0之侧邊’靠近風力發電站2 9，使得連結點3 0的其 餘部位定位在變壓器38及頻率轉換器34之間。該變壓 器3 8玎適當設位在多個用於風力發電站2 9之任一基地 上’或者是也可以設在自己之基地上。

圖6中顯示與圖5之不同的實施例，其差異處為在圖 β中對各個發電機1配置一特定的變壓器。結果，只有在 這些變壓器後的點3 5處，這些風力發電站平行地相互連 結。在此實施例中，有可能各自去除變壓器3 8 ，此一項 在圖5中已詳細加以說明。而且，也可以維持該發電機3 8 ’使得來自單一風力發電站的電壓可分二階段昇壓，即

第17頁 522202 五、發明說明（14) 首先經變壓器3 9 ’然後經共用變壓器3 8。 在圖7中，4示頰率轉換器3 4之一可能實施之的實施 在該圖中’頻率轉換器包含一具有ac/dc轉換器 的直流電壓中間連結。在該直接電壓中間連結中最好 ^ B dc/dc轉換器42。反相器為一電壓自行 交換反相器。在反知獎▲ ^ ^ 相器的DC連結上並聯一電容器。網路 電感器44與反相器41之交流電壓侧上的各相串連。 反相器4 1最好包含一 I GBT45。 可架構AC/Dc轉換器如-反相器4 1，且在其A C侧具有電感4 6，在各相位中與其串聯。轉換器4 〇可 包含一 I GBT47。在DC侧上有一 i GBT並聯的電 容器4 8 。 發電廠設有（圖中沒有顯示）用以量測來自風力發電 廠主動電力之裝置，及用以量測風速之裝置。這些量測裝 置連接一包含頻率轉換器3 4的控制單元，該控制單元依 據現在的量測值控制調整。在該連結點上，控制單元可加 以λ 以控制連結點3 0之頻率，此項控制係對應在風力 汽機的轉速上的理想性能，其為風速的函數。此一頻率斤 制可以’’慢，’ （s 1 ow )表示。考量基於風力發電站的轉速& 好隨著風速呈線性上升而增加到最大轉速。應用對凤速之 知識’可在連結點3 0處達到相當低頻率的控制，二 此可 保^得到最為人喜愛的情況。 而且，控制單元可適當設計以經由量測的傳輪主動電 力與為電力功能之轉速的理想特性相比較而控制連結點3

522202 五、發明說明（15) 0的頻率。因此此項 示。其目的在於達到 及在D C連結上之功 只要在連結點3 的方法執行，而且設 在頻率範圍的主要部 雖然文中以上述 需了解可對上述實施 的精神及觀點。因此 變更均是實質上相同 之内。 連結點控制可以，，快逮"（fast )表 快速的電力變動，且可如達到PI調整 率傳輸的再生，如圖7中所示者。 0中考量電壓調整，則最好以最簡單 計控制單元以控制頻率轉換器3 〇而 位維持交換的固定比率電壓/頻率。 實施例說明本發明，但嫻熟本技術者 例加以更改及變更，而不偏離本發明 對於本發明的精神及觀點内的修飾及 之實施例，包含在下文申請專利範圍 #

第19頁 522202 圖式簡單說明 圖式之簡單說明 圖1為依據本發明之風力發電廠中之發電機内的之扇 形區的示意轴向端視圖； 圖2為依據圖1之靜子線圈中使用之緵線的端視圖， 其中一部份為切面視圖； 圖3為依據本發明之風力發電機實施例的示意圖，其 中一區域為截面圖； 圖4顯示本發明實施例之風力發電廠實施例的示意 圖； 圖5同樣地顯示發電廠之另一實施例的示意圖； 圖6為類似圖5之一變更實施例的示意；以及 圖7為在發電廠中所使用之頻率轉換器之可能實施例 的視圖。 圖號說明 2 5 7 9 4 7 9 1± IX IX 層層 導導 位 半半 子部線部體一二 靜齒窥窄導第第 3 6 8 3 6 8 IX IX 1± 發電機 轉子 開槽 寬部位 線圈 絕緣體 絕緣層

第20頁 522202 圖式簡單說明 風力汽機 20 靜子線圈 2 3 纜線連結 2 5 輔助電力線圈 27 連結點 30 纜線 3 3 斷路器 36 變壓器 39 反相器 41 電容 4 3 齒輪 2 2 有鞘部位的纜線2 4 場線圈 26 阻抗 2 8 網路 3 1 頻率轉換器 34 變壓器 38 AC/DC轉換器40 DC/DC轉換器42 網路電感器 44

第21頁

Claims (1)

1. 、'申請專利範圍 相為（41)為一電壓固定 丄 器的D C連結上至少並聯—^父換反相器且在反相 、如申請專利範圍第7項之 士奋（4 3 )。 (4 1 )的交流電壓側 發電廠，其中在反相器(44)。 在各相中串聯網路電感器 .如申請專利範圍第2項之 轉換器（3 4)中的閥體内：：電f，其中在該頻率 電晶體（I G B T)。 如稷數個絕緣閘極雙極 如申請專利範圍第工項 機之數目相對應的發電機之七窀廠，其中與風力汽 的發電機側形成並聯式的，目，在連結點（3 0 ) 如申請專利範圍第1項之周 妾。 個發電機為不同步發電機。發電廠， 如申請專利範圍第彳 ”㈡經齒輪二項二風力發電廠， 齒輪為單-步級行星齒輪連接發電機（ 如申凊專利範圍第丄 (1 )包含至少一括阳風力發電廠 δ ίο 11 12 13 14 15 其中該一或數 其中風力汽機 1 )，最好該 其中該發電機 包含至少 態絕緣體（1 8 ) 。 ，，,、·,、“ 、如申睛專利範圍第1 工 含一絕緣系統，此P項之風力發電廠，其中線圈包 1 7 ，1 9 )，夂：、，’糸統包含至少兩個半導電層（ J 谷導雷厗a丄 且該固態絕緣體（ 9 土本上架構出一等電位面， 、如申請專利範=第 8 )置於在這些半導電層之間。 4項之風力發電廠，其中至少一 線圈 7 )，其中對該線圈提供固 _—— ----~~~~~~~-__

   第23頁 5^22〇2 16 17 18 19 20 21 22 23 24 申請4利範圍 半導電層（1 7，1 9)基本上具有與固態絕緣層 (1 8 )相同的熱係數。 、如申請專利範圍第4或1 5項中任何一項之 風力發電廠，其中由K纜線（7 )形成該線圈。 、如申請專利範圍第1 4或1 5項中任何一項之風力發 電廠，其中該半導電層的最内層（17)基本上其電 位與位在此層向内的導體（1 4 )相同。 、如申請專利範圍第1 7項之風力發電廠，其中該半導 電層中内部之一半導電層（17)與導體（14)或 其一部份形成導電接觸。 、如申請專利範圍第1 4或1 5項之風力發電廠，其中 5亥半導電層外部之一層（1 9 )連接一先前固定的電 位。 、如申請專利範圍第1 9項之風力發電廠，其中該固定 電位為接地電位或相當低的電位。 、如申請專利範圍第1項之風力發電廠，其中為了 電機（1 )及頻率轉換哭（q /1、 x 依據不同的級距下降到二適# =連結點的電壓 、如申請專利範圍^ 至〉一變壓器（38,39 )。 器（2 2 )為所有必J ===發電廠，其中該變壓 、如申請專利範圍第2 =杳電機所共用。電機設計特定的·壓哭項f，力發電廠，•中為各發 、如申請專利範圍第9 )。 ▲ 9或2 3項之風力發電 522202 I六、申請專利範圍 ‘ ! 廠，其中各發電需要的發電機有其自身的變壓 9 )，而該變壓器的一次側連接對應的發電機 ，且二次側並聯另一變壓器（3 8 )的一次侧 該二次側連接該頻率轉換器（34)。 i 25、如申請專利範圍第2 3項之風力發電廠，其中 發電機共用的變壓器（3 8 )係位在連結點（ 的發電機側。 I 26、如申請專利範圍第1項之風力發電廠，其中該 (3 0 )包含一纜線（3 3 )，其可沉在水中 是包含一或數個天線或纟覽線。 I 27、如申請專利範圍第1項之風力發電廠，其中包 於量測來自風力發電廉主動（active)電力之 | 及包含用於量測當時的風速之裝置，而且這些 I 置連接到一包含頻率轉換器（3 4)的控制單元 ! 該控制單元依據現在的量測控制該頻率轉換器 i 28、如申請專利範圍第2 7項之風力發電廠，其中 ； 控制單元以對應為風速之轉速的理想特性，而 結點（3 0 )的頻率。 i 29、如申請專利範圍第2 7或2 8項之風力發電廠 設計該控制單元以控制連結點的頻率，其方式 1 所量測之傳輸的主動電力與轉速的理想特性， 力的函數。 i 30、如申請專利範圍第27或28項中任一項之風 ： 廠，其中設計該控制單元以控制頻率轉換器， 器（3 (1 ) ，各 為數個 | 3 0) | 連結點 ，或者 含一用 裝置， 量測裝 ，其中 〇 設計該 | I 控制連 ，其中 為比較 I 其為電 j 力發電 因而在

   第25頁

   六

   31 32 33 34 頻率範圍的主要 〜 ^^ 持在一固定的比率。，使連結點之電壓/頻率比唯 一種用於控制 年比維 包含一 ？ w、 ^電廠操作的方 、、气^ « 一風力發電站，此ϋ Γ 風力發電廠 的=此風力汽機驅動的發K發電站包含-風力 Λ …，该發電機具有一逆電士及一連接發電機 :在該發電廠的網路 配電網路，其特徵 此頻率轉換器，該風=矣器連接電連結，由 項率固定到一實際上 換器之間連結點的 轉換器將此連結的低頻；：：：；的數值，且由頻率 、如申請專利範圍第3丄項之方成對應網路的高頻率。 的頻率至一數值，此數值量測ί丄其中調整該連結點 較，其為風速的函數。 、j風速上的理想速度比 、如申請專利範圍第3 i或3 2項 測之主動電力與為電力之函數Μ 万法，其中基於量 較，頻率轉換器調整該連处的^速上理想特性的比 疋、、、σ黑占的頻率。 、如申請專利範圍第3 1或3 2項中 中經由頻率轉換器調整連結點中:項^方法’其 頻率範圍的主要部份中維持電、§'^，，、方式為在 电& /頻率的固定比率。

   第26頁