EP3453096A1 - Verfahren zur kompensation von einzuspeisenden strömen eines windparks - Google Patents

Verfahren zur kompensation von einzuspeisenden strömen eines windparks

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Publication number
EP3453096A1
EP3453096A1 EP17721684.3A EP17721684A EP3453096A1 EP 3453096 A1 EP3453096 A1 EP 3453096A1 EP 17721684 A EP17721684 A EP 17721684A EP 3453096 A1 EP3453096 A1 EP 3453096A1
Authority
EP
European Patent Office
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current
harmonics
compensation
wind
compensating
Prior art date
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Pending
Application number
EP17721684.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes BROMBACH
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Wobben Properties GmbH
Original Assignee
Wobben Properties GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3453096A1 publication Critical patent/EP3453096A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Definitions

  • the present invention relates to a wind farm for feeding a total electric current at a grid connection point into a utility grid. Furthermore, the present invention relates to such a compensation wind energy plant and a method for feeding a total electric current by means of such a wind farm and a method for generating a current of a compensation wind turbine.
  • wind farms to generate electrical alternating current for feeding into an electrical supply network in that several wind turbines, each with at least one inverter each generate a partial stream, which is superimposed to be fed to a total electric current and fed into the electrical supply network.
  • Such wind turbines are also referred to as inverter-coupled generators
  • the substreams of the inverter-coupled generators are usually generated by means of modulation methods using a large number of inverters, in particular cascaded inverters.
  • a disadvantage of using such modulation methods is in particular that the individual partial flows can be heavily harmonic.
  • this effect can be negatively amplified by the cascaded design of the inverters, in particular so that the total electrical current to be supplied by the wind farm no longer meets the requirements of the electrical supply network.
  • harmonics are essentially harmonic harmonics of a current, these can be determined by a number of known analytical methods.
  • a wind farm for feeding a total electrical current at a grid connection point into an electrical supply network according to claim 1 is proposed.
  • the wind farm comprises at least one wind energy plant, which has an active compensation unit, and at least one further wind energy plant, which is designed as a wind turbine without compensation.
  • the at least one wind turbine with the active compensation unit is also referred to below as a compensation wind turbine and is designed to generate a compensating partial flow with a modulated compensation component, ie a partial flow to which a compensation component has been modulated by the active compensation unit.
  • a modulated compensation component ie a partial flow to which a compensation component has been modulated by the active compensation unit.
  • an active filter can be used which modulates a compensation component on the current generated by the wind energy plant.
  • the at least one further wind energy plant which is also referred to below as a compensatory wind turbine, has no active compensation unit in the sense of a compensation wind energy plant and is designed to generate a non-compensating substream without aufmodulêtm compensation proportion, so basically completely normal.
  • the generation of such non-compensating partial current can be done, for example, by a frequency inverter.
  • the frequency inverter can, for example, use a pulse-width modulation or a tolerance band method, but it does not carry out any additional modulation in the sense for the non-compensating partial current in that targeted harmonic components or compensation components are added to the latter generated electricity to be supplemented. In any case, there is no modulation by an active compensation unit.
  • the wind turbines of the wind farm so both the compensation wind turbines and the wind turbines without compensation, connected to each other via a common parking network and feed via a common grid connection point in a supply network as a wind farm.
  • the compensating and non-compensating substreams generated by the wind turbines thus overlap in the parking grid to form a common total electric current to be fed in.
  • the compensation wind energy installation is designed to generate the compensating substream with a modulated compensation component so that a total current to be injected is generated when the compensating and non-compensating substreams, ie all substreams, are superimposed, forming the reference current occurring there at a reference point the reference current reaches a predetermined current form or a predetermined current.
  • a reference voltage is considered and the total current to be supplied is generated so that this reference voltage reaches a predetermined voltage form or a predetermined voltage. This is also achieved by superposition of the compensating and non-compensating substreams to the total current to be injected.
  • the consideration of a reference voltage instead of a reference current is particularly proposed for a reference point which is arranged in the electrical supply network. Here, it depends less on the current form than on the voltage form, whereas viewing the reference point in the parking network, or in a section between the parking network and the grid connection point, the consideration of a reference current is preferred.
  • a wind turbine of an existing wind farm can be retrofitted in a simple manner with an active filter, so as to increase the quality of the current to be fed in the entire wind farm.
  • the reference point can lie in the parking network itself, between the parking network and the network connection point or in the supply network.
  • the wind farm preferably has a detection means for detecting harmonics of the reference current occurring at the reference point, and the active compensation unit is set up to generate the modulated compensation component as a function of the detected harmonics of the reference current occurring at the reference point such that the harmonics occurring at the reference point the reference current or the reference voltage can be compensated or at least reduced or minimized.
  • the detection means is in particular adapted to detect the harmonics occurring at the reference point and to transmit these to the active compensation unit. This can be done both directly and indirectly and / or via cable or radio or the like.
  • the detection means can also be designed both as a measuring means or as a measuring receiver.
  • the active compensation unit preferably generates the modulated compensation component as a function of the detected harmonics so that the harmonics at the reference point are compensated or at least reduced or minimized.
  • the grid connection point can be selected as the reference point so that the compensation wind energy installation minimizes or at best completely eliminates the harmonics of the total current to be supplied at the grid connection point.
  • the wind farm feeds then substantially without harmonics into the supply network.
  • one or a few wind turbines with an active compensation unit can almost eliminate the entire harmonics of a wind farm.
  • the wind farm has exactly one compensation wind energy plant or the wind farm has at least one subnet, which includes exactly one compensation wind energy plant.
  • a compensation wind energy installation is set up to compensate for the harmonics of a plurality of compensationless wind turbines, for example in a ratio greater than 1: 5, in particular especially larger 1:10. If the wind farm has more than 10 wind turbines, it is proposed to subdivide it into subnets, so that the wind farm according to the invention preferably has exactly one compensation wind turbine per subnet. Especially in the compensation of harmonics very few compensation wind turbines are needed.
  • a wind energy plant for generating electrical power for feeding into an electrical supply network according to claim 5 is also proposed.
  • This is referred to above and below as compensation wind turbine.
  • the compensation wind energy installation has an active compensation unit, in particular an active filter, in order to generate a compensating substream with a modulated compensation component, wherein the compensation component is modulated by the active compensation unit in order to achieve a desired current form of a reference current at a reference point . to create.
  • the wind energy installation according to the invention is thus configured to act as a compensation installation of a wind farm described above and below according to at least one embodiment.
  • the compensation wind turbine is also designed as a conventional wind turbine, for example as a gearless wind turbine with synchronous generator and full converter, which generates a conventional partial flow.
  • the compensation wind turbine has an active compensation unit that modulates a compensation component for this customary partial current. The modulation takes place by the active compensation unit.
  • the customary partial current is modulated with a compensation component in such a way that a reference current reaches a specific nominal current form at a reference point.
  • a detection means for detecting occurring at the reference point harmonics of the reference current is provided and the active compensation unit is adapted to Anlagenmodulieren depending on the detected occurring at the reference point harmonics of the reference current or the reference voltage Kompensationsanteil so that the harmonics occurring at the reference point the reference current or the reference voltage can be compensated or at least reduced or minimized.
  • the active compensation unit of the compensation wind energy installation is thus set up by means of a detection means harmonics at a reference point capture.
  • the detection means can also be part of the active compensation unit or the compensating wind energy installation.
  • the active compensation unit is preferably configured to modulate the harmonics of the compensation wind energy installation by means of a compensation component such that the harmonics of a reference current occurring at a reference point are compensated or minimized.
  • the active compensation unit is arranged on a low-voltage side of the wind turbine.
  • the active compensation unit of the compensation wind energy plant is arranged, for example, as an active filter on the low-voltage side of the wind energy plant.
  • the low-voltage side is located on the primary side of the wind turbine, which has a rated voltage of less than 1 kV.
  • the wind energy plant is then connected via a transformer to the supply network or the parking network, which has, for example, a rated voltage of 10 kV or 20 kV.
  • the wind turbine is thus connected via a transformer to the parking network and the active compensation unit is arranged on the primary side of the transformer.
  • the invention also proposes a method for feeding a total electrical current at a grid connection point into an electrical supply network by means of a wind farm.
  • the method according to the invention comprises the steps of detecting a reference current dependent on the total current at a reference point, generating at least a first partial current of the total current by means of a first wind energy plant, the first wind energy plant being designed as a compensation wind energy plant and having an active compensation unit, modulating a compensation component the at least one first partial flow by means of the active compensation unit of the first wind turbine to compensate for or reduce harmonics of the reference current or the reference voltage, generating at least a second partial flow of the total flow by means of a second compensationless wind turbine, the second generated partial flow not by means of a Compensation portion of an active compensation unit is modulated on and thus a non-compensating substream is generated without aufmodul mandat Congressanteil, superimpose d at least one first compensating substream with the at least one second non-compensating substream at a superposition tion point to be fed to the grid
  • the harmonics of a reference current are thus detected at a reference point, this can be done using conventional measuring means, for example. If the grid connection point is selected as the reference point, the reference current corresponds to the total current to be supplied. If the reference point is outside the wind farm, the reference current is only partially dependent on the total current to be supplied. The reference current then includes a multiplicity of injected currents from different generators and at least part of the total current to be supplied.
  • a partial current is then generated by means of the compensating wind energy system and subsequently modulated by the active compensation unit in such a way that the harmonics detected or occurring at the reference point are correspondingly compensated.
  • a compensation component is modulated on the partial flow by means of the active compensation unit.
  • the current at the reference point from this partial flow is composed of a compensation component and of other partial currents which are not modulated for compensation.
  • the compensation takes place in particular as a function of a previously calculated desired value and / or in such a way that the occurring harmonics are minimized, in particular eliminated.
  • the proposed method thus makes it possible in a simple manner to compensate for harmonics by means of fewer compensation wind energy installations, that is to say customary wind energy installations which have been equipped and / or retrofitted with an active filter. Optimally, only one wind turbine of a wind farm needs to be equipped with a compensation unit.
  • the method according to the invention is designed as a feedback control method and / or is optimized by means of a wind farm network analysis.
  • a harmonic setpoint is specified for compensation or reduction of the harmonics, and the generation of the at least one first compensating substream with modulated compensation component takes place as a function of the setpoint harmonic value, in particular such that the harmonic component setpoint generator for generating a reference variable to specify the harmonics of the at least one compensating substream or to specify the total harmonics of the superimposed total current, especially for a location other than the reference point.
  • the harmonic component setpoint generator for generating a reference variable to specify the harmonics of the at least one compensating substream or to specify the total harmonics of the superimposed total current, especially for a location other than the reference point.
  • harmonic setpoints it is possible to modulate the superimposed total current almost arbitrarily. In this way, both a total current can be generated, which is almost free of harmonics, as well as a total current that has only certain harmonic damping, for example, in the supply network existing harmonics.
  • a control is used for this purpose in which the harmonic setpoint values are used as the control variable of the control in order
  • a state observer is used for detecting the harmonics at the reference point, wherein the state observer detects the harmonics at the reference point minus the compensation achieved by the at least one first compensating substream as uncompensated harmonics and compensates the uncompensated ones for generating the at least one first compensating substream with modulated compensation fraction Harmonics are taken into account.
  • the harmonics to be compensated are also well detected when the compensation is effective, that is to say when in the ideal case no harmonics occur at the reference point due to the compensation. In this case, however, the compensation should be continued, although at the reference point no harmonics are recognizable.
  • the compensation then depends on the uncompensated harmonics, ie the harmonics at the reference point less the compensation achieved by the at least one first modulated compensation component.
  • These uncompensated harmonics are preferably detected by a state observer. For the control thus a controller is used, which is designed as an observer or estimator.
  • the reference point is the network connection point. This makes it possible for a wind farm using the method according to the invention to generate a total current to be fed in, which does not produce any harmonics has, or only minor harmonics. This is especially desirable for wind farms connected to a weak grid.
  • the reference point preferably lies outside the wind farm, the proposed method also comprising the steps of determining harmonic setpoint values as a function of the reference point of detected harmonics, controlling the active compensation unit as a function of the determined harmonic setpoint values to generate harmonics corresponding to the harmonic setpoint values and the at least one first partial flow to generate with a modulated compensation component so that the total current to be injected has corresponding harmonics.
  • a node in the supply network is selected.
  • This is particularly desirable when the method according to the invention is performed by a wind farm which is the largest feeder or feeder with respect to the reference point. If harmonics occur at the reference point, these can be converted and given as setpoint values to the compensating wind energy systems.
  • the wind farm that has the compensation wind energy systems then generates certain harmonics at the grid connection point of the wind farm. The total current generated in this way is then fed into the supply network and superimposed there in such a way that at the reference point the harmonics, namely especially the voltage harmonics, are compensated and thus the supply network is stabilized.
  • harmonics at the reference point exceed limit values, in particular for the 5th, 7th, 1 1st, 13th, 17th and / or 19th harmonic, and that optionally modulating the at least one modulated compensation proportion on the first partial flow only occurs when harmonics at the reference point have exceeded at least one threshold.
  • a harmonic or the process is performed only when a certain limit has been exceeded. Only when the limit values are exceeded is the compensation then activated and a compensation component modulated on. The active compensation unit is thus temporarily inactive. Such a procedure is particularly well suited to prevent a swing in the compensation wind turbine, the wind farm and / or the supply network. In a particularly preferred embodiment, it is checked whether the 5th, 7th, 1st, 13th, 17th and / or 19th harmonic exceed a limit value. In order to improve the quality at the reference point, one or more test criteria are thus selected.
  • the 5th, 7th, 1 1st, 13th, 17th and / or 19th harmonic are particularly well suited, as they are often generated by inverters of higher order and the number of these inverters steadily increases with the increase in decentralized generators and will continue to rise.
  • the method is thus particularly well suited for inverter-dominated supply networks.
  • checking for harmonics at the reference point involves divergence analysis, and upon detection of divergence, the determined target values are withheld as long as the divergence persists. It is therefore checked whether values diverge and indicate a swinging up.
  • the network in particular the harmonics, oscillates
  • no more desired values are transmitted to the active compensation units or the modulation by the active filters is set.
  • the method for compensating for harmonics is thus stopped when the supply network threatens to become unstable.
  • the method according to the invention also in small decentralized supply networks, which tend to swing up.
  • the total electrical power is generated by means of a wind farm according to at least one embodiment described above and / or at least one modulated substream is generated by means of a wind turbine according to at least one wind turbine embodiment described above.
  • the invention also proposes a method for generating at least one compensation component by means of an active compensation unit of a wind turbine according to the invention, in particular according to at least one wind turbine embodiment described above, wherein the partial current modulated by the active compensation unit is provided on a low-voltage side of the wind turbine.
  • 1 b schematically shows a conventional wind farm
  • FIG. 3a shows a preferred embodiment of a wind farm according to the invention, wherein the reference point is the grid connection point,
  • 3b shows a schematic representation of the harmonics of a preferred embodiment of a wind farm according to the invention, wherein the reference point is the grid connection point,
  • FIG. 4a shows a particularly preferred embodiment of a wind farm according to the invention, the reference point being in the supply network
  • FIG. 4b shows a schematic representation of the harmonics of a preferred embodiment of a wind farm according to the invention wherein the reference point lies in the supply network
  • Fig. 5 shows a procedure of a method according to the invention
  • FIG. 6 shows a method sequence of a further method according to the invention in a preferred embodiment
  • FIG. 1 a shows a wind energy plant 100 for generating electrical power for feeding into an electrical supply network and / or in a parking network of a wind farm comprising the wind energy plant 100.
  • the wind energy plant 100 has a tower 102 and a pod 104.
  • an aerodynamic rotor 106 with three rotor blades 108 and a spinner 1 10 is arranged on the nacelle 104.
  • the rotor 106 is set in rotation by the wind in rotation and thereby drives a generator in the nacelle 104 at.
  • FIG. 1 b shows a conventional wind farm 150 with, by way of example, three wind turbines 100 for generating electrical power by means of a generator 1 12, wherein the wind turbines 100 can be the same or different.
  • the three wind turbines 100 are thus representative of virtually any number of wind turbines 100 of a wind farm 150.
  • the wind turbines 100 provide their power, namely in particular the generated power, a parking grid 152 each as a partial flow.
  • the respective generated partial flows or powers of the individual wind energy plant 100 are added up in the parking network 152 and provided to a transformer 154, which is also referred to as a parking transformer 154.
  • the park transformer 154 is arranged and intended to transform the voltage of the parking network 152 high and thus to provide the electrical power to a supply network, in particular via a connecting line 156, which connects the wind farm 156 at a network connection point 158 with an electrical supply network 160.
  • the grid connection point 158 is also commonly referred to as the feed point or PCC and is the point where the wind farm 150 is connected to the electrical utility grid and feeds its electrical power.
  • the grid connection point 158 may include another transformer.
  • FIG. 1 b is only a simplified illustration of a conventional wind farm 150, which does not show any control, for example, although of course a control is present.
  • the parking network 152 may be designed differently, for example, by a transformer at the output of each wind turbine 100 is present or multiple wind turbines 100 form a subnet, the plurality of the parking network 152 forms.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a wind farm 250 according to the invention for feeding a total electrical current C ⁇ 'at a grid connection point 258 into an electrical supply network 260.
  • the wind farm 250 has a plurality of wind energy plants 200a, 200b, each wind energy plant each having a partial flow C W inda , C W indb, Cwindc of the total electric current nj 'generated.
  • At least one wind turbine 200a of the wind farm 250 has an active compensation unit 270 and is designed as a compensation wind turbine 200a to generate a compensating sub-stream with a modulated compensation component C W inda, wherein the compensation component is modulated by the active compensation unit 270.
  • the wind farm 250 has at least one further wind energy plant 200b, which is set up as a compensationless wind turbine 200b to generate a non-compensating substream without modulated compensation component Cwindb, which is unmodulated, ie without modulated, with respect to a modulation by an active compensation unit Compensation share is.
  • a non-compensating partial flow therefore, basically only one sinusoidal current is generated, which, however, may, unintentionally, deviate from an ideal sinusoidal current.
  • the compensationless wind turbines 200b thus have no active compensation unit.
  • the compensating substream with a modulated compensation component C Win da and the non-compensating partial current without modulated compensation component C W indb are superimposed in the parking network 252 to form a total electrical current Cinj to be injected.
  • This is fed in the ideal case free of losses at the grid connection point 258 in the electrical supply network 260 as a total electrical current C in j '.
  • the wind farm usually has a section 256, for example a connection line between parking network 252 and grid connection point 258, which can lead to losses.
  • the person skilled in the art knows how to take such sections into account by adapting, for example, the currents and / or voltages accordingly.
  • the compensating partial current with modulated compensation component C W inda is correspondingly generated such that the total current Cinj 'to be injected influences a reference current in order to achieve a predetermined current form Cs e t for this reference current.
  • the reference current may occur at a reference point 270a, 270b, 270c in the parking network 252, in a section 256 between the parking network and the network connection point or in the electrical supply network 260.
  • the compensating partial current with modulated compensation component C W inda is thus generated such that a reference current occurring at a reference point 270a, 270b and / or 270c corresponds to a desired current, in particular corresponds in its current form to a desired current C Ac t.
  • the wind farm 250 according to the invention may also have further wind power plants 200c, which are designed, for example, as a wind turbine without compensation.
  • the wind energy plant 200a, 200b, 200c of the wind farm 250 designed as a gearless wind turbine and have synchronous generator with full converter on.
  • Fig. 3a shows a preferred embodiment 350 of a wind farm according to the invention as shown in FIG.
  • the wind farm 350 has at least one compensation wind energy installation 300a with an active compensation unit 370 and further windless compensation systems 300b, 300c.
  • Each of the wind turbines 300a, 300b, 300c generates a partial flow C Win da, C Win db, C Win dc, wherein the compensation component of the compensating wind energy installation C W inda to be modulated is generated by the active compensation unit 370, which is preferably designed as an active filter.
  • the compensating and non-compensating partial currents thus generated are superimposed in the three-phase parking network 352 to form a total current Cinj 'to be fed in.
  • the total current Cinj- to be injected is transmitted via the wind farm transformer. tor 354 and the connecting line 356 at the network connection point 358 in the electrical supply network 360 is fed.
  • the occurring reference current C Act is detected at the network connection point 358 and transferred to the active compensation unit 370.
  • the active compensation unit 370 modulates the compensation component in such a way that the compensating component current C W minimizes, in particular compensates, the harmonic of the reference current C Ac t. In the steady state thus corresponds to the total current Cinj- feed the reference current C Ac t, which has substantially no harmonics.
  • the wind farm 350 thus feeds into the supply network without harmonics.
  • FIG. 3b shows a schematic representation of the harmonics 380 of a preferred embodiment of a wind farm according to the invention according to FIG. 3a.
  • the first three harmonics are shown schematically in pu, namely in each case the amplitude of the respective frequency component.
  • Each wind energy plant of the wind farm according to the invention generates a partial flow having harmonics 382a, 382b, 382c. These add up in the parking network to a total current to be fed, which also has harmonics 384.
  • the active compensation unit of a wind power plant according to the invention modulates the compensation component so that, when the non-compensating substreams comprising the harmonics 388b, 388c and the compensating substreams comprising the harmonics 388a are superimposed, the total current to be injected is generated Harmonics 390 has.
  • the total current to be supplied by the wind farm according to the invention thus has substantially no harmonics 390 at the grid connection point.
  • FIG. 4 a shows a particularly preferred embodiment 450 of a wind farm according to the invention, similar to that shown in FIG. 2.
  • the wind farm 450 has at least one compensation wind energy plant 400a with an active compensation unit 470 and further compensationless wind energy plants 400b, 400c.
  • Each of the wind turbines 400a, 400b, 400c respectively generates a partial stream C W inda, C W indb, C W INDC, wherein the réellemodulierende compensation proportion of the compensation wind turbine C W inda generated by the active compensation unit 470, which is preferably embodied as an active filter.
  • the compensating and non-compensating partial currents thus generated are superimposed in the three-phase parking network 452 to form a total current Cinj 'to be injected.
  • the total current Cinj- to be injected is transmitted via the wind farm transformer. tor 454 and the connecting line 456 at the grid connection point 458 via a network transformer in the electrical supply network 460 fed.
  • the detection means 470c detects the occurring reference voltage C Act or its harmonics at one point in the supply network. From the harmonics thus detected, compensation harmonics are determined and target values Cs e t are determined, which are transferred to the active compensation unit 470.
  • the active compensation unit 470 modulates the compensation proportion to so that the compensating part of stream C W minimizes the harmonic of the reference voltage C Ac t in there, in particular compensated. In the steady state, the reference voltage C Ac t thus corresponds to a desired voltage form.
  • the wind farm 450 thus supplies specifically with some harmonics in the supply network so that the harmonics of the reference voltage in the supply network are minimized. Thus, the harmonics of the supply system voltage are minimized.
  • FIG. 4b shows a schematic representation of the harmonics 480 of a preferred embodiment of a wind farm according to the invention according to FIG. 4a. To simplify the illustration, only the amplitudes of the respective frequency component of the first three harmonics are shown schematically in p.u. displayed.
  • Each wind turbine of the wind farm according to the invention generates a partial flow having harmonics 482a, 482b, 482c. These add up in the parking network to a total current to be fed, which also has harmonics 484.
  • the active compensation unit of a wind turbine modulates the compensation component so that, when the non-compensating substreams comprising the harmonics 488b, 488c are superimposed, and the compensating substreams comprising the harmonics 488a, a total current to be injected is generated which specifically produces harmonics 390 has.
  • the total current to be supplied by the proposed wind farm thus has some harmonics 390 at the grid connection point, the multiplicity of remaining harmonics being minimized.
  • FIG. 5 shows a schematic process sequence 500 of a method according to the invention for feeding a total electrical current at a grid connection point into an electrical supply network by means of a wind farm according to the invention.
  • a first step 510 the harmonics of a reference current at a reference point, in particular at the grid connection point, are detected, for example by digital means for detecting harmonics and currents.
  • the harmonics detected in this way are transferred to the active compensation units or the compensation wind energy systems, which is indicated by the line 515, and evaluated if necessary.
  • the active compensation units which are preferably set up on the low-voltage side of the compensation wind energy installation, in a next step 520 modulate the compensation components in such a way that the harmonics detected at the reference point are at least reduced or compensated. This can also be done for example by a target value specification.
  • the method according to the invention is a feedback control method in which the reference current is tracked to a desired current. This is indicated in Fig. 5 by the dashed line 531.
  • FIG. 6 shows a schematic process sequence 600 of a further method according to the invention for feeding a total electrical current at a grid connection point into an electrical supply network by means of a method according to the invention.
  • a first step 610 the harmonics of a reference voltage are detected at a reference point in the supply network, for example by digital means for detecting harmonics and voltages.
  • compensation harmonics are calculated in a further step 620 as a function of the harmonics detected at the reference point.
  • Compensation harmonics are in particular those harmonics which at least partially generate an attenuation of the total harmonics in superimpositions with other harmonics. The phase position of these harmonics are ideally phase-shifted by 180 ° to the harmonics to be compensated.
  • harmonic setpoint values are determined from the calculated compensation harmonics for at least one active compensation unit of a wind energy plant of the wind farm in order to generate the determined compensation harmonics by means of the active compensation unit.
  • the harmonic setpoint values are transferred in a further step 640 to the at least one active compensation unit.
  • the at least one active compensation unit subsequently generates a compensation component to be modulated by means of which the upper oscillations at the reference point in the supply network are at least partially compensated.
  • the wind farm thus feeds specifically with certain harmonics depending on a target specification in the supply network at the grid connection point.
  • the detection of harmonics 610 includes checking 612 whether there is harmonic, in particular, whether predetermined limits have been exceeded. In particular, the 5th, 7th, 1st, 13th, 17th and / or 19th harmonics are observed here. If such harmonics are detected, it is then optionally possible to generate the compensation components for compensating for these harmonics.
  • Specific harmonics in the supply network are thus monitored in a targeted manner and compensated by means of a wind farm according to the invention. For this purpose, the wind farm in particular at the grid connection point specifically modulated harmonics.
  • testing for harmonics includes a divergence analysis of the harmonics. If the method converges to reduce the harmonics while performing the method, the method is continued Y. If, however, a divergence N of the harmonics detected, ie a swinging of the supply network in the range of harmonics, the calculated target values are retained. The generation of the compensation components is thus frozen in their last target value, which is indicated by the line F.
  • the divergence of the harmonics may then either continue to be monitored and continue upon detection of converging decaying harmonics, or the process is suspended by means of a deadband for a period of time, and the process then begins again automatically after the dead time has elapsed.
  • the method according to the invention is a feedback control method in which the reference current is tracked to a desired current. This is indicated in Fig. 6 by the dashed line 691.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen_Windpark zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes an einem Netzanschlusspunkt in ein elektrisches Versorgungsnetz, wobei der Windpark wenigstens eine Windenergieanlage aufweist, die als Kompensationswindenergieanlage ausgebildet ist, und eine aktive Kompensationseinheit aufweist, um einen kompensierenden Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil zu erzeugen, wobei der Kompensationsanteil von der aktiven Kompensationseinheit aufmoduliert wird, und wenigstens eine weitere Windenergieanlage aufweist, die als kompensationslose Windenergieanlage dazu eingerichtet ist, einen nicht kompensierenden Teilstrom ohne aufmoduliertem Kompensationsanteil zu erzeugen, wobei sich der kompensierende Teilstrom bzw. die kompensierenden Teilströme und der nicht kompensierende Teilstrom bzw. die nicht kompensierenden Teilströme zu dem einzuspeisenden elektrischen Gesamtstrom in einem die Windenergieanlagen verbindenden Parknetz überlagern und der kompensierende Teilstrom bzw. die kompensierenden Teilströme so erzeugt werden, dass der einzuspeisende Gesamtstrom an einem Referenzpunkt im Parknetz, in einem Abschnitt zwischen Parknetz und Netzanschlusspunkt oder im elektrischen Versorgungsnetz einen auftretenden Referenzstrom oder eine auftretende Referenzspannung beeinflusst, um eine vorgegebene Stromform für diesen Referenzstrom bzw. eine vorgegebene Spannungsform für diese Referenzspannung zu erreichen.

Description

Verfahren zur Kompensation von einzuspeisenden Strömen eines Windparks
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Windpark zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes an einem Netzanschlusspunkt in ein Versorgungsnetz. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine solche Kompensationswindenergieanlage sowie eine Verfahren zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes mittels eines solchen Windparks und ein Verfahren zum Erzeugen eines Stromes einer Kompensationswindenergieanlage.
Es ist besonders für Windparks bekannt, elektrischen Wechselstrom zum Einspeisen in ein elektrisches Versorgungsnetz dadurch zu erzeugen, dass mehrere Windenergieanlagen mit jeweils wenigstens einem Wechselrichter jeweils einen Teilstrom erzeugen, der zu einem einzuspeisenden elektrischen Gesamtstrom überlagert und in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist wird. Solche Windenergieanlagen werden auch als umrichtergekoppelte Erzeuger bezeichnet
Die Teilströme der umrichtergekoppelten Erzeuger werden zumeist mittels Modulationsverfahren unter Verwendung einer Vielzahl von Wechselrichtern, insbesondere von kaskadierten Wechselrichtern, erzeugt.
Nachteilig bei der Verwendung solcher Modulationsverfahren ist insbesondere, dass die einzelnen Teilströme stark oberschwingungsbehaftet sein können. Dieser Effekt kann zusätzlich durch die kaskadierte Ausführung der Wechselrichter negativ verstärkt werden, insbesondere so, dass der vom Windpark einzuspeisende elektrische Gesamtstrom nicht mehr den Anforderungen des elektrischen Versorgungsnetzes genügt.
Nachstehend sind unter Oberschwingungen im Wesentlichen harmonische Oberschwingungen eines Stromes zu verstehen, diese können durch eine Reihe von bekannten Analysen-Verfahren ermittelt werden.
Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung folgenden Stand der Technik recherchiert: WO 01/73518 A1 ; US 8,971 ,066 B2; "Harmonie Resonances in Wind Power Plants: Modeling, Analysis and Active Mitigation Methods" von F.D. Freijedo et al., IEEE Eindhoven PowerTech, 2015; "Harmonie Challenges and Mitigation in Large Offshore Wind Power Plants" von Dong Energy Wind Power, Harmony Symposium, 26. August 2015; "Transient Response of a Wind Energy Conversion System Used as Active Filter" von Grazia Todeschini et al., IEEE Transactions on Energy Conversion, Band 26, Nr. 2, Juni 201 1. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, zumindest eines der oben genannten Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, die auf einfache Art und Weise den Oberschwingungsgehalt des einzuspeisenden Gesamtstromes eines Windparks steuern und/oder kompensieren kann.
Erfindungsgemäß wird ein Windpark zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes an einem Netzanschlusspunkt in ein elektrisches Versorgungsnetz gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Der Windpark umfasst wenigstens eine Windenergieanlage, die eine aktive Kompensationseinheit aufweist, und wenigstens eine weitere Windenergieanlage, die als kompensationslose Windenergieanlage ausgeführt ist.
Die wenigstens eine Windenergieanlage mit der aktiven Kompensationseinheit wird nachfolgend auch als Kompensationswindenergieanlage bezeichnet und ist dazu ausgebildet, einen kompensierenden Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil zu erzeugen, also einen Teilstrom, auf den von der aktiven Kompensationseinheit ein Kompensationsanteil aufmoduliert wurde. Hierfür kann beispielsweise ein aktiver Filter verwendet werden, der auf den von der Windenergieanlage erzeugten Strom einen Kompensationsanteil aufmoduliert. Die Kompensationswindenergieanlage erzeugt also in einem ersten Schritt einen üblichen Strom, auf den in einem zweiten Schritt ein Kompensationanteil aufmoduliert wird, der durch eine aktive Kompensationseinheit erzeugt wurde.
Die wenigstens eine weitere Windenergieanlage, die nachfolgend auch als kompensati- onslose Windenergieanlage bezeichnet wird, weist keine aktive Kompensationseinheit im Sinne einer Kompensationswindenergieanlage auf und ist dazu ausgebildet, einen nicht kompensierenden Teilstrom ohne aufmoduliertem Kompensationsanteil zu erzeugen, also im Grunde ganz normal. Das Erzeugen solchen nicht kompensierenden Teilstromes kann bspw. durch einen Frequenzwechselrichter erfolgen. Der Frequenzwechselrichter kann bspw. eine Puls-Weiten-Modulation oder ein Toleranzbandverfahren einsetzen, er führt aber für den nicht kompensierenden Teilstrom keine zusätzliche Modulation in dem Sinne durch, dass gezielt Oberwellenanteile oder Kompensationsanteile zu dem so erzeugten Strom ergänzt werden. Jedenfalls erfolgt keine Modulation durch eine aktive Kompensationseinheit.
Ferner sind die Windenergieanlagen des Windparks, also sowohl die Kompensations- windenergieanlagen als auch die kompensationslosen Windenergieanlagen, über ein gemeinsames Parknetz miteinander verbunden und speisen über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt in ein Versorgungsnetz als ein Windpark ein. Die durch die Windenergieanlagen erzeugten kompensierenden und nicht kompensierenden Teilströme überlagern sich also im Parknetz zu einem gemeinsamen einzuspeisenden elektrischer Gesamtstrom. Die Kompensationswindenergieanlage ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet den kompensierenden Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil so zu erzeugen, dass bei Überlagerung der kompensierenden und der nicht kompensierenden Teilströme, also aller Teilströme, ein einzuspeisender Gesamtstrom erzeugt wird, der an einem Referenzpunkt den dort auftretenden Referenzstrom so bildet, dass der Referenzstrom eine vorgegebene Stromform bzw. einen vorgegebenen Strom erreicht. Je nach Anwendungsfall wird vorgeschlagen, dass statt eines Referenzstroms eine Referenzspannung betrachtet wird und der einzuspeisende Gesamtstrom so erzeugt wird, dass diese Referenzspannung eine vorgegebene Spannungsform bzw. eine vorgegebene Spannung erreicht. Auch das wird durch Überlagerung der kompensierenden und der nicht kompen- sierenden Teilströme zu dem einzuspeisenden Gesamtstrom erreicht. Die Betrachtung einer Referenzspannung statt eines Referenzstroms wird besonders für einen Referenzpunkt vorgeschlagen, der im elektrischen Versorgungsnetz angeordnet ist. Hier kommt es weniger auf die Stromform als auf die Spannungsform an, wohingegen bei einer Betrachtung des Referenzpunktes im Parknetz, oder in einem Abschnitt zwischen Parknetz und Netzanschlusspunkt die Betrachtung eines Referenzstromes bevorzugt wird.
Nachfolgende Erläuterungen zu Ausführungsformen und Wirkungen im Zusammenhang mit einem Referenzstrom gelten sinngemäß auch für Referenzspannungen.
Besonders vorteilhaft ist hierbei die Tatsache, dass eine Windenergieanlage eines bereits bestehenden Windparks auf einfache Art und Weise mit einem aktiven Filter nachgerüstet werden kann, um so die Qualität des einzuspeisenden Stromes des gesamten Windparks zu erhöhen. Der Referenzpunkt kann hierzu im Parknetz selbst, zwischen dem Parknetz und dem Netzanschlusspunkt oder im Versorgungsnetz liegen.
Vorzugsweise weist der Windpark ein Erfassungsmittel zum Erfassen von am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen des Referenzstroms auf und die aktive Kompen- sationseinheit ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der erfassten, am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen des Referenzstromes den aufmodulierten Kompensationsanteil so zu erzeugen, dass die am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen des Referenzstromes bzw. der Referenzspannung kompensiert oder zumindest verringert oder minimiert werden. Das Erfassungsmittel ist insbesondere dazu eingerichtet die am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen zu erfassen und diese an die aktive Kompensationseinheit zu übermitteln. Dies kann sowohl direkt als auch indirekt und/oder über Kabel oder Funk oder dergleichen erfolgen. Das Erfassungsmittel kann ferner sowohl als Messmittel oder als Messempfänger ausgebildet sein. Die aktive Kompensationseinheit erzeugt den aufmodulierten Kompensationsanteil bevorzugt in Abhängigkeit der erfassten Oberschwingungen so, dass die Oberschwingungen am Referenzpunkt kompensiert oder zumindest verringert oder minimiert werden. Beispielsweise kann als Referenzpunkt der Netzanschlusspunkt gewählt werden, sodass die Kompensationswindenergieanlage die Oberschwingungen des einzuspeisenden Gesamtstromes am Netzanschlusspunkt minimiert bzw. im besten Fall komplett eliminiert. Der Windpark speist dann im Wesentlichen ohne Oberschwingungen in das Versorgungsnetz ein. Besonders vorteilhaft hierbei ist, dass eine bzw. wenige Windenergieanlagen mit einer aktiven Kompensationseinheit die gesamten Oberschwingungen eines Windparks nahezu eliminieren können. Vorzugsweise weist der Windpark genau eine Kompensationswindenergieanlage auf oder der Windpark weist wenigstens ein Teilnetz auf, das genau eine Kompensationswindenergieanlage umfasst.
Die Anzahl der Kompensationswindenergieanlagen wird somit entsprechend der Windparkleistung angepasst. Insbesondere zur Kompensation von Oberschwingungen gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen ist eine Kompensationswindenergieanlage dazu eingerichtet, die Oberschwingungen einer Vielzahl von kompensationslosen Windenergieanlagen zu kompensieren, beispielsweise in einem Verhältnis größer 1 :5, insbe- sondere größer 1 :10. Sofern der Windpark mehr als 10 Windenergieanlagen aufweist, wird vorgeschlagen, ihn in Teilnetze zu unterteilen, sodass der erfindungsgemäße Windpark bevorzugt genau eine Kompensationswindenergieanlage pro Teilnetz aufweist. Insbesondere bei der Kompensation von Oberschwingungen werden besonders wenige Kompensationswindenergieanlagen benötigt.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Windenergieanlage zum Erzeugen elektrischer Leistung zum Einspeisen in ein elektrisches Versorgungsnetz gemäß Anspruch 5 vorgeschlagen. Diese wird vorstehend und nachfolgend als Kompensationswindenergieanlage bezeichnet. Die Kompensationswindenergieanlage weist eine aktive Kompensationsein- heit, insbesondere einen aktiven Filter, auf, um einen kompensierenden Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil zu erzeugen, wobei der Kompensationsanteil von der aktiven Kompensationseinheit aufmoduliert wird, um eine Soll-Stromform eines Referenzstromes an einem Referenzpunkt zu erreichen bzw. zu erzeugen. Die erfindungsgemäße Windenergieanlage ist somit dazu eingerichtet als Kompensationsanlage eines vorstehend und nachstehend beschriebenen Windpark gemäß wenigstens einer Ausführungsform zu fungieren.
Die Kompensationswindenergieanlage ist ferner als übliche Windenergieanlage ausgebildet, beispielsweise als getriebelose Windenergieanlage mit Synchrongenerator und Vollumrichter, die einen üblichen Teilstrom erzeugt. Zudem weist die Kompensations- windenergieanlage eine aktive Kompensationseinheit auf, die auf diesen üblichen Teilstrom einen Kompensationsanteil moduliert. Die Aufmodulation erfolgt somit durch die aktive Kompensationseinheit. Der übliche Teilstrom wird dabei gemäß einer Ausführungsform entsprechend so mit einem Kompensationsanteil moduliert, dass ein Referenzstrom an einem Referenzpunkt eine bestimmte Soll-Stromform erreicht. Vorzugsweise ist ein Erfassungsmittel zum Erfassen von am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen des Referenzstroms vorgesehen und die aktive Kompensationseinheit ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der erfassten, am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen des Referenzstromes bzw. des Referenzspannung den Kompensationsanteil so aufzumodulieren, dass die am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingun- gen des Referenzstromes bzw. der Referenzspannung kompensiert oder zumindest verringert oder minimiert werden.
Die aktive Kompensationseinheit der Kompensationswindenergieanlage ist somit dazu eingerichtet, mittels eines Erfassungsmittels Oberschwingungen an einem Referenzpunkt zu erfassen. Das Erfassungsmittel kann hierbei auch Bestandteil der aktiven Kompensationseinheit oder der Kompensationswindenergieanlage sein.
Zudem ist die aktive Kompensationseinheit bevorzugt dazu eingerichtet, die Oberschwingungen der Kompensationswindenergieanlage so mittels eines Kompensationsanteils zu modulieren, dass die an einem Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen eines Referenzstromes kompensiert bzw. minimiert werden.
Vorzugsweise ist die aktive Kompensationseinheit an einer Niederspannungsseite der Windenergieanlage angeordnet.
Die aktive Kompensationseinheit der Kompensationswindenergieanlage ist beispielswei- se als aktiver Filter an der Niederspannungsseite der Windenergieanlage angeordnet. Üblicherweise liegt die Niederspannungsseite an der Primärseite der Windenergieanlage, die eine Nennspannung von unter 1 kV aufweist. Die Windenergieanlage ist dann entsprechend über einen Transformator mit dem Versorgungsnetz oder dem Parknetz verbunden, das beispielsweise eine Nennspannung von 10kV oder 20 kV aufweist. Die Windenergieanlage ist somit über einen Transformator mit dem Parknetz verbunden und die aktive Kompensationseinheit ist an der Primärseite des Transformators angeordnet.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes an einem Netzanschlusspunkt in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels eines Windparks vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte: Erfas- sen eines von dem Gesamtstrom abhängigen Referenzstromes an einem Referenzpunkt, Erzeugen wenigstens eines ersten Teilstroms des Gesamtstroms mittels einer ersten Windenergieanlage, wobei die erste Windenergieanlage als Kompensationswindenergieanlage ausgebildet ist und eine aktive Kompensationseinheit aufweist, Aufmodulieren eines Kompensationsanteils auf den wenigstens einen ersten Teilstrom mittels der akti- ven Kompensationseinheit der ersten Windenergieanlage, um Oberschwingungen des Referenzstromes bzw. der Referenzspannung zu kompensieren oder zu verringern, Erzeugen wenigstens eines zweiten Teilstroms des Gesamtstroms mittels einer zweiten kompensationslosen Windenergieanlage, wobei der zweite erzeugte Teilstrom nicht mittels eines Kompensationsanteils einer aktiven Kompensationseinheit aufmoduliert wird und somit ein nicht kompensierender Teilstrom ohne aufmodulierten Kompensationsanteil erzeugt wird, Überlagern des wenigstens einen ersten kompensierenden Teilstroms mit dem wenigstens einen zweiten nicht kompensierenden Teilstrom an einem Überlage- rungspunkt zu dem an dem Netzanschlusspunkt einzuspeisenden elektrischen Gesamtstrom.
In einem ersten Schritt werden somit die Oberschwingungen eines Referenzstromes an einem Referenzpunkt erfasst, dies kann beispielsweise unter Verwendung von üblichen Messmitteln erfolgen. Ist als Referenzpunkt der Netzanschlusspunkt gewählt, so entspricht der Referenzstrom dem einzuspeisenden Gesamtstrom. Ist der Referenzpunkt außerhalb des Windparks, so ist der Referenzstrom nur teilweise abhängig vom einzuspeisenden Gesamtstrom. Der Referenzstrom umfasst dann also eine Vielzahl von eingespeisten Strömen verschiedener Erzeuger und wenigstens einen Teil des einzu- speisenden Gesamtstromes.
In einem zweiten Schritt wird dann ein Teilstrom mittels der Kompensationswindenergie- anlage erzeugt und anschließend durch die aktive Kompensationseinheit so moduliert, dass die am Referenzpunkt erfassten bzw. auftretenden Oberschwingungen entsprechend kompensiert werden. Hierzu wird auf den Teilstrom ein Kompensationsanteil mittels der aktiven Kompensationseinheit moduliert. Dabei wird berücksichtigt, dass sich der Strom an dem Referenzpunkt aus diesem Teilstrom mit Kompensationsanteil und aus weiteren Teilströmen zusammensetzt, die nicht zur Kompensation moduliert werden. Dabei erfolgt das Kompensieren besonders in Abhängigkeit eines zuvor berechneten Soll-Wertes und/oder so, dass die auftretenden Oberschwingungen minimiert werden, insbesondere eliminiert werden.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht somit auf einfache Art und Weise eine Kompensation von Oberschwingungen mittels weniger Kompensationswindenergieanlagen, also üblichen Windenergieanlagen, die mit einem aktiven Filter ausgestattet und/oder nachgerüstet worden sind. Optimaler Weise braucht nur eine Windenergieanlage eines Windparks mit einer Kompensationseinheit ausgestattet zu sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren als ein Regelungsverfahren mit Rückführung ausgestaltet und/oder wird mittels einer Windpark- Netzanalyse optimiert.
Vorzugsweise wird für eine Kompensation bzw. Verringerung der Oberschwingungen ein Oberschwingungssollwert vorgegeben und das Erzeugen des wenigstens einen ersten kompensierenden Teilstroms mit aufmodulierten Kompensationsanteil erfolgt in Abhängigkeit des Oberschwingungssollwertes, insbesondere so, dass der Oberschwingungs- sollwert für das Erzeugen eine Führungsgröße bildet, um die Oberschwingungen des wenigstens einen kompensierenden Teilstroms vorzugeben oder um die gesamten Oberschwingungen des überlagerten Gesamtstroms vorzugeben, besonders für einen anderen Ort als den Referenzpunkt. Durch die Vorgabe von Oberschwingungssollwerten ist es möglich den überlagerten Gesamtstrom fast beliebig zu modulieren. Hierdurch kann sowohl ein Gesamtstrom erzeugt werden, der nahezu frei von Oberschwingungen ist, als auch ein Gesamtstrom der nur noch bestimmte Oberschwingung aufweist, die beispielsweise im Versorgungsnetz vorhandene Oberschwingungen dämpfen. Bevorzugt wird hierfür eine Regelung verwendet bei der die Oberschwingungssollwerte als Führungsgröße der Regelung verwendet werden, um am Referenzpunkt einen beliebigen Referenzstrom zu erzeugen.
Vorzugsweise wird zum Erfassen der Oberschwingungen am Referenzpunkt ein Zustandsbeobachter verwendet, wobei der Zustandsbeobachter die Oberschwingungen am Referenzpunkt abzüglich der durch den wenigstens einen ersten kompensierenden Teilstrom erreichten Kompensation als nicht kompensierte Oberschwingungen erfasst und zur Erzeugung des wenigstens einen ersten kompensierenden Teilstroms mit aufmodulierten Kompensationsanteil die nicht kompensierten Oberschwingungen berücksichtigt werden.
Hierdurch kann erreicht werden, dass die zu kompensierenden Oberschwingungen auch dann gut erfasst werden, wenn die Kompensation wirksam ist, wenn also im Idealfall am Referenzpunkt wegen der Kompensation keine Oberschwingungen mehr auftreten. In diesem Fall soll aber dennoch die Kompensation fortgesetzt werden, obwohl am Referenzpunkt keine Oberschwingungen erkennbar sind. Dafür richtet sich die Kompensation dann nach den unkompensierten Oberschwingungen, also den Oberschwingungen am Referenzpunkt abzüglich der durch den wenigstens einen ersten aufmodulierten Kompensationsanteil erreichten Kompensation. Diese unkompensierten Oberschwingungen werden vorzugsweise durch einen Zustandsbeobachter erfasst. Für die Regelung wird somit ein Regler verwendet, der als Beobachter oder Schätzer ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist der Referenzpunkt der Netzanschlusspunkt. Hierdurch ist es möglich, dass ein das erfindungsgemäße Verfahren verwendender Windpark einen einzuspeisenden Gesamtstrom erzeugt, der keine Oberschwingungen aufweist, bzw. nur noch geringe Oberschwingungen. Dies ist besonders wünschenswert für Windparks die mit einem schwachen Netz verbunden sind.
Vorzugsweise liegt der Referenzpunkt außerhalb des Windparks, wobei das vorgeschlagene Verfahren ferner die Schritte umfasst: Ermitteln von Oberschwingungssollwerten in Abhängigkeit am Referenzpunkt erfasster Oberschwingungen, Steuern der aktiven Kompensationseinheit in Abhängigkeit der ermittelten Oberschwingungssollwerte, um Oberschwingungen entsprechend der Oberschwingungssollwerte zu erzeugen und den wenigstens einen ersten Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil so zu erzeugen, dass der einzuspeisende Gesamtstrom entsprechende Oberschwingungen aufweist.
Als Referenzpunkt wird beispielsweise ein Knotenpunkt im Versorgungsnetz gewählt. Dies ist besonders dann wünschenswert, wenn das erfindungsgemäße Verfahren von einem Windpark durchgeführt wird, der in Bezug auf den Referenzpunkt, der größte Einspeiser bzw. der Netzgeber ist. Sofern nun am Referenzpunkt Oberschwingungen auftreten, können diese umgerechnet und als Soll-Werte an die Kompensationswind- energieanlagen gegeben werden. Der die Kompensationswindenergieanlagen aufweisende Windpark erzeugt dann am Netzanschlusspunkt des Windparks bestimmte Oberschwingungen. Der so erzeugte Gesamtstrom wird dann in das Versorgungsnetz eingespeist und überlagert sich dort derart, dass am Referenzpunkt die Oberschwingungen, nämlich besonders die Spannungsoberschwingungen, kompensiert und somit das Versorgungsnetz stabilisiert wird.
Vorzugsweise wird geprüft, ob Oberschwingungen am Referenzpunkt Grenzwerte überschreiten, insbesondere für die 5., 7., 1 1., 13., 17. und/oder 19. Oberschwingung, und dass optional das Aufmodulieren des wenigstens einen aufmodulierten Kompensations- anteils auf den ersten Teilstrom nur dann erfolgt, wenn Oberschwingungen am Referenzpunkt wenigstens einen Grenzwert überschritten haben.
Gemäß dieser Ausführungsform wird somit erst dann von einer Oberschwingung ausgegangen bzw. das Verfahren durchgeführt, wenn ein bestimmter Grenzwert überschritten worden ist. Erst bei Überschreiten der Grenzwerte wird dann die Kompensation aktiviert und ein Kompensationsanteil aufmoduliert. Die aktive Kompensationseinheit ist somit zeitweise inaktiv. Ein solches Vorgehen ist besonders gut dazu geeignet ein Aufschwingen in der Kompensationswindenergieanlage, dem Windpark und/oder dem Versorgungsnetz zu verhindern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird geprüft, ob die 5., 7., 1 1., 13., 17. und/oder 19. Oberschwingung einen Grenzwert überschreiten. Um die Qualität am Referenzpunkt zu verbessern, werden also gezielt ein oder mehrere Prüfkriterien gewählt. Die 5., 7., 1 1., 13., 17. und/oder 19. Oberschwingung eignen sich dabei besonders gut, da diese häufig durch Wechselrichter höherer Ordnung erzeugt werden und die Anzahl dieser Wechselrichter mit der Zunahme an dezentralen Erzeugern stetig steigt und weiter steigen wird. Das Verfahren ist somit besonders gut für wechselrichter-dominierte Versorgungsnetze geeignet.
Vorzugsweise umfasst das Prüfen auf Oberschwingungen am Referenzpunkt eine Diver- genz Analyse und bei Feststellen einer Divergenz werden die bestimmten Soll-Werte zurückgehalten, solange die Divergenz anhält. Es wird also geprüft, ob Werte divergieren und auf ein Aufschwingen hindeuten.
Es wird vorgeschlagen, dass bei einem Aufschwingen des Netzes, insbesondere der Oberschwingungen, keine Soll-Werte mehr an die aktive Kompensationseinheiten über- geben werden bzw. das Modulieren durch die aktiven Filter eingestellt wird. Das Verfahren zum Kompensieren von Oberschwingungen wird somit gestoppt, wenn das Versorgungsnetz instabil zu werden droht. Somit ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch in kleinen dezentralen Versorgungsnetzen zu verwenden, die zum Aufschwingen neigen. Vorzugsweise wird der elektrische Gesamtstrom mittels eines Windparks gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform erzeugt und/oder wenigstens ein modulierter Teilstrom wird mittels einer Windenergieanlage gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Windenergieanlagen-Ausführungsform erzeugt.
Erfindungsgemäß wird zudem ein Verfahren zum Erzeugen wenigstens eines Kompensa- tionsanteils mittels einer aktiven Kompensationseinheit einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage, insbesondere gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Windenergieanlagen-Ausführungsform vorgeschlagen, wobei der mittels der aktiven Kompensationseinheit modulierte Teilstrom an einer Niederspannungsseite der Windenergieanlage bereitgestellt wird. Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend exemplarisch anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert. Fig. 1a zeigt eine schematische Ansicht einer Windenergieanlage,
Fig. 1 b zeigt einen üblichen Windpark schematisch,
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windparks,
Fig. 3a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windparks, wobei der Referenzpunkt der Netzanschlusspunkt ist,
Fig. 3b zeigt eine schematische Darstellung der Oberschwingungen einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windparks, wobei der Referenzpunkt der Netzanschlusspunkt ist,
Fig. 4a zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windparks, wobei der Referenzpunkt im Versorgungsnetz liegt,
Fig. 4b zeigt eine schematische Darstellung der Oberschwingungen einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windparks wobei der Referenzpunkt im Versorgungsnetz liegt,
Fig. 5 zeigt einen Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 6 zeigt einen Verfahrensablauf eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform
Fig. 1a zeigt eine Windenergieanlage 100 zum Erzeugen elektrischer Leistung zum Einspeisen in ein elektrisches Versorgungsnetz und/oder in ein Parknetz eines die Windenergieanlage 100 umfassenden Windparks. Die Windenergieanlage 100 weist einen Turm 102 und eine Gondel 104 auf. An der Gondel 104 ist ein aerodynamischer Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 1 10 angeordnet. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator in der Gondel 104 an.
Fig. 1 b zeigt einen üblichen Windpark 150 mit beispielhaft drei Windenergieanlagen 100 zum Erzeugen elektrischer Leistung mittels eines Generators 1 12, wobei die Windenergieanlagen 100 gleich oder verschieden sein können. Die drei Windenergieanlage 100 stehen somit repräsentativ für im Grunde eine beliebige Anzahl von Windenergieanlagen 100 eines Windparks 150. Die Windenergieanlagen 100 stellen ihre Leistung, nämlich insbesondere den erzeugten Strom, einem Parknetz 152 jeweils als Teilstrom bereit. Dabei werden die jeweils erzeugten Teilströme bzw. Leistungen der einzelnen Windenergieanlage 100 im Parknetz 152 aufaddiert und an einem Transformator 154 bereitgestellt, der auch als Parktransformator 154 bezeichnet wird. Der Parktransformator 154 ist dazu eingerichtet und vorgesehen, die Spannung des Parknetzes 152 hoch zu transformieren und so die elektrische Leistung einem Versorgungsnetz bereitzustellen, insbesondere über eine Verbindungsleitung 156, die den Windpark 156 an einem Netzanschlusspunkt 158 mit einem elektrischen Versorgungsnetz 160 verbindet. Der Netzanschlusspunkt 158 wird auch allgemein als Einspeisepunkt oder PCC bezeichnet und ist der Punkt, an dem der Windpark 150 an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossen ist und seine elektrische Leistung einspeist. Optional kann der Netzanschlusspunkt 158 einen weiteren Transformator aufweisen. Fig. 1 b ist nur eine vereinfachte Darstellung eines üblichen Windparks 150, die beispielsweise keine Steuerung zeigt, obwohl natürlich eine Steue- rung vorhanden ist. Auch kann beispielsweise das Parknetz 152 anders gestaltet sein, indem beispielsweise auch ein Transformator am Ausgang jeder Windenergieanlage 100 vorhanden ist oder mehrere Windenergieanlagen 100 ein Teilnetz ausbilden, deren Vielzahl das Parknetz 152 bildet.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windparks 250 zum Ein- speisen eines elektrischen Gesamtstromes C^' an einem Netzanschlusspunkt 258 in ein elektrisches Versorgungsnetz 260. Der Windpark 250 weist mehrere Windenergieanlagen 200a, 200b auf, wobei jede Windenergieanlage jeweils einen Teilstrom CWinda, CWindb, Cwindc des elektrisches Gesamtstromes nj' erzeugt. Wenigstens eine Windenergieanlage 200a des Windparks 250 weist eine aktive Kompensationseinheit 270 auf und ist als Kompensationswindenergieanlage 200a ausgebildet, um einen kompensierenden Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil CWinda zu erzeugen, wobei der Kompensationsanteil von der aktiven Kompensationseinheit 270 aufmoduliert wird. Zudem weist der erfindungsgemäße Windpark 250 wenigstens eine weitere Windenergieanlage 200b auf, die als kompensationslose Windenergieanlage 200b dazu eingerich- tet ist, einen nicht kompensierenden Teilstrom ohne aufmoduliertem Kompensationsanteil Cwindb zu erzeugen, der in Bezug auf eine Modulierung durch eine aktive Kompensationseinheit unmoduliert, also ohne aufmodulierten Kompensationsanteil ist. Als nicht kompensierenden Teilstrom wird also im Grunde nur ein sinusförmiger Strom erzeugt, der aber, ungewollt, von einem idealen sinusförmigen Strom abweichen kann. Die kompensa- tionslosen Windenergieanlagen 200b weisen also keine aktive Kompensationseinheit auf. Der kompensierende Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil CWinda und der nicht kompensierende Teilstrom ohne aufmoduliertem Kompensationsanteil CWindb überlagern sich im Parknetz 252 zu einem einzuspeisenden elektrischen Gesamtstrom Cinj. Dieser wird im Idealfall frei von Verlusten am Netzanschlusspunkt 258 in das elektrische Versorgungsnetz 260 als elektrischer Gesamtstrom Cinj' eingespeist. Überlicherweise weist der Windpark zudem einen Abschnitt 256, beispielsweise eine Verbindungsleitung zwischen Parknetz 252 und Netzanschlusspunkt 258 auf, der zu Verlusten führen kann. Der Fachmann weiß solche Abschnitte entsprechend zu berücksichtigen, indem er bspw. die Ströme und/oder Spannungen entsprechen anpasst.
Der kompensierende Teilstrom mit aufmoduliertem Kompensationsanteil CWinda wird entsprechend so erzeugt, dass der einzuspeisende Gesamtstrom Cinj' einen Referenzstrom beeinflusst, um eine vorgegebene Stromform Cset für diesen Referenzstrom zu erreichen. Der Referenzstrom kann an einem Referenzpunkt 270a, 270b, 270c im Parknetz 252, in einem Abschnitt 256 zwischen Parknetz und Netzanschlusspunkt oder im elektrischen Versorgungsnetz 260 auftreten. Der kompensierende Teilstrom mit aufmoduliertem Kompensationsanteil CWinda wird also so erzeugt, dass ein an einem Referenzpunkt 270a, 270b und/oder 270c auftretender Referenzstrom einem Soll-Strom entspricht, insbesondere in seiner Stromform einem Soll-Strom CAct entspricht.
Auch kann der erfindungsgemäße Windpark 250 noch weitere Windenergieanlagen 200c aufweisen, die beispielsweise als kompensationslose Windenergieanlage ausgebildet sind.
Zudem sind in einer bevorzugten Ausführungsform die Windenergieanlage 200a, 200b, 200c des erfindungsgemäßen Windparks 250 als getriebelose Windenergieanlage ausgeführt und weisen Synchrongenerator mit Vollumrichter auf.
Fig . 3a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform 350 eines erfindungsgemäßen Windparks wie in Figur 2 gezeigt. Der Windpark 350 weist wenigstens eine Kompensationswind- energieanlage 300a mit einer aktiven Kompensationseinheit 370 und weitere kompensationslose Windenergieanlagen 300b, 300c auf. Jede der Windenergieanlagen 300a, 300b, 300c erzeugt jeweils einen Teilstrom CWinda, CWindb, CWindc, wobei der aufzumodulierende Kompensationsanteil der Kompensationswindenergieanlage CWinda durch die aktive Kompensationseinheit 370 erzeugt wird, die bevorzugt als aktiver Filter ausgeführt ist. Die so erzeugten kompensierenden und nicht kompensierenden Teilströme überlagern sich in dem dreiphasigen Parknetz 352 zu einem einzuspeisenden Gesamtstrom Cinj'. Der einzuspeisende Gesamstrom Cinj- wird über den Windparktransforma- tor 354 und die Anschlussleitung 356 am Netzanschlusspunkt 358 in das elektrische Versorgungsnetz 360 eingespeist.
Durch das Erfassungsmittel 370d wird am Netzanschlusspunkt 358 der auftretende Referenzstrom CAct erfasst und an die aktive Kompensationseinheit 370 übergeben. Die aktive Kompensationseinheit 370 moduliert den Kompensationsanteil so auf, dass der kompensierende Teilstrom CWinda die Oberschwingung des Referenzstroms CAct minimiert, insbesondere kompensiert. Im eingeschwungenen Zustand entspricht somit der einzuspeisende Gesamtstrom Cinj- dem Referenzstrom CAct, wobei dieser im Wesentlichen keine Oberschwingungen aufweist. Der Windpark 350 speist somit ohne Oberschwingun- gen in das Versorgungsnetz ein.
Fig. 3b zeigte eine schematische Darstellung der Oberschwingungen 380 einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windparks gemäß Fig. 3a. Zur vereinfachten Darstellung sind nur die ersten drei Oberschwingungen schematisch in p.u. abgebildet, nämlich jeweils die Amplitude des jeweiligen Frequenzanteils. Jede Wind- energieanlage des erfindungsgemäßen Windparks erzeugt einen Teilstrom, der Oberschwingungen 382a, 382b, 382c aufweist. Diese addieren sich im Parknetz zu einem einzuspeisenden Gesamtstrom, der ebenfalls Oberschwingungen 384 aufweist. Die aktive Kompensationseinheit einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage moduliert den Kompensationsanteil nun so auf, dass bei einer Überlagerung der nicht kompensierenden Teilströme, die die Oberschwingungen 388b, 388c aufweisen, und der kompensierenden Teilströme, die die Oberschwingungen 388a aufweisen, ein einzuspeisender Gesamtstrom erzeugt wird, der die minimalen Oberschwingungen 390 aufweist. Der vom erfindungsgemäßen Windpark einzuspeisende Gesamstrom weist also am Netzanschlusspunkt im Wesentlichen keine Oberschwingungen 390 mehr auf. Fig. 4a zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform 450 eines erfindungsgemäßen Windparks, ähnlich wie in Figur 2 gezeigt. Der Windpark 450 weist wenigstens eine Kompensationswindenergieanlage 400a mit einer aktiven Kompensationseinheit 470 und weitere kompensationslose Windenergieanlagen 400b, 400c auf. Jede der Windenergieanlagen 400a, 400b, 400c erzeugt jeweils einen Teilstrom CWinda, CWindb, CWindc, wobei der aufzumodulierende Kompensationsanteil der Kompensationswindenergieanlage CWinda durch die aktive Kompensationseinheit 470 erzeugt wird, die bevorzugt als aktiver Filter ausgeführt ist. Die so erzeugten kompensierenden und nicht kompensierenden Teilströme überlagern sich in dem dreiphasigen Parknetz 452 zu einem einzuspeisenden Gesamtstrom Cinj'. Der einzuspeisende Gesamstrom Cinj- wird über den Windparktransforma- tor 454 und die Anschlussleitung 456 am Netzanschlusspunkt 458 über einen Netztransformator in das elektrische Versorgungsnetz 460 eingespeist.
Durch das Erfassungsmittel 470c wird an einem Punkt im Versorgungsnetz die auftretende Referenzspannung CAct bzw. deren Oberschwingungen erfasst. Aus den so erfassten Oberschwingungen werden Kompensationsoberschwingungen ermittelt und Soll-Werte Cset bestimmt, die an die aktive Kompensationseinheit 470 übergeben werden. Die aktive Kompensationseinheit 470 moduliert den Kompensationsanteil so auf, dass der kompensierende Teilstrom CWinda die Oberschwingung der Referenzspannung CAct minimiert, insbesondere kompensiert. Im eingeschwungenen Zustand entspricht somit die Refe- renzspannung CAct einer gewünschten Spannungsform. Der Windpark 450 speist somit gezielt mit einigen Oberschwingungen in das Versorgungsnetz so ein, dass die Oberschwingungen der Referenzspannung im Versorgungsnetz minimiert werden. Es werden also die Oberschwingungen der Versorgungsnetzspannung minimiert.
Fig. 4b zeigte eine schematische Darstellung der Oberschwingungen 480 einer bevorzug- ten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windparks gemäß Fig. 4a. Zur vereinfachten Darstellung sind nur die Amplituden des jeweiligen Frequenzanteils der ersten drei Oberschwingungen schematisch in p.u. abgebildet. Jede Windenergieanlage des erfindungsgemäßen Windparks erzeugt einen Teilstrom, der Oberschwingungen 482a, 482b, 482c aufweist. Diese addieren sich im Parknetz zu einem einzuspeisenden Ge- samtstrom, der ebenfalls Oberschwingungen 484 aufweist. Die aktive Kompensationseinheit einer erfindungsgemäßen Windenergieanlage moduliert den Kompensationsanteil nun so auf, dass bei einer Überlagerung der nicht kompensierenden Teilströme, die die Oberschwingungen 488b, 488c aufweisen, und der kompensierenden Teilströme, die die Oberschwingungen 488a aufweisen, ein einzuspeisender Gesamtstrom erzeugt wird, der gezielt Oberschwingungen 390 aufweist. Der vom vorgeschlagenen Windpark einzuspeisende Gesamtstrom weist also am Netzanschlusspunkt einige Oberschwingungen 390 auf, wobei die Vielzahl der restlichen Oberschwingungen minimiert ist.
Fig. 5 zeigt einen schematischen Verfahrensablauf 500 eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes an einem Netzanschluss- punkt in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels eines erfindungsgemäßen Windparks.
In einem ersten Schritt 510 werden die Oberschwingungen eines Referenzstromes an einem Referenzpunkt, insbesondere am Netzanschlusspunkt, erfasst, beispielsweise durch digitale Mittel zur Erfassung von Oberschwingungen und Strömen. Die so erfassten Oberschwingungen werden an die aktiven Kompensationseinheiten bzw. die Kompensationswindenergieanlagen übergeben, was durch die Linie 515 angedeutet ist, und ggf. ausgewertet.
Die aktiven Kompensationseinheiten, die bevorzugt auf der Niederspannungsseite der Kompensationswindenergieanlage eingerichtet sind, modulieren in einem nächsten Schritt 520 die Kompensationsanteile so auf, dass die am Referenzpunkt erfassten Oberschwingungen zumindest verringert oder kompensiert werden. Dies kann beispielsweise auch durch eine Soll-Wert-Vorgabe erfolgen.
Durch die sich ständig ändernden vorherrschenden Windbedingungen und Versorgungs- netzschwankungen handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Regelungsverfahren mit Rückführung, bei dem der Referenzstrom einem Soll-Strom nachgeführt wird. Dies ist in Fig. 5 durch die gestrichelte Linie 531 angedeutet.
Fig. 6 zeigt einen schematischen Verfahrensablauf 600 eines weiteren erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes an einem Netzan- Schlusspunkt in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem ersten Schritt 610 werden die Oberschwingungen einer Referenzspannung an einem Referenzpunkt im Versorgungsnetz erfasst, beispielsweise durch digitale Mittel zur Erfassung von Oberschwingungen und Spannungen. Anschließend werden in einem weiteren Schritt 620 in Abhängigkeit der am Referenzpunkt erfassten Oberschwingungen Kompensations-Oberschwingungen berechnet. Kompensations-Oberschwingungen sind insbesondere solche Oberschwingungen die bei Überlagerungen mit anderen Oberschwingungen eine Dämpfung der gesamten Oberschwingungen wenigstens teilweise erzeugen Die Phasenlage dieser Oberschwingungen sind idealerweise den zu kompensierenden Oberschwingungen um 180° phasenverschoben.
In einem nächsten Schritt 630 werden aus den berechneten Kompensations- Oberschwingungen für wenigstens eine aktive Kompensationseinheit einer Windenergieanlage des Windparks Oberschwingungssollwerte ermittelt, um die ermittelten Kompen- sations-Oberschwingungen mittels der aktiven Kompensationseinheit zu erzeugen. Die Oberschwingungssollwerte werden in einem weiteren Schritt 640 an die wenigstens eine aktive Kompensationseinheit übergeben.
In einem weiteren Schritt 650 erzeugt die wenigstens eine aktive Kompensationseinheit anschließend einen aufzumodulierenden Kompensationsanteil mittels dem die Ober- Schwingungen an dem Referenzpunkt im Versorgungsnetz wenigstens teilweise kompensiert werden. Der Windpark speist somit gezielt mit bestimmten Oberschwingungen in Abhängigkeit einer Soll-Vorgabe in das Versorgungsnetz am Netzanschlusspunkt ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Erfassen von Oberschwingungen 610 ein Prüfen 612 ob Oberschwingung vorliegen, insbesondere ob vorbestimmte Grenzwerte überschritten worden sind. Hierbei werden insbesondere die 5., 7., 1 1., 13., 17. und/oder 19. Oberschwingung beobachtet. Sofern solche Oberschwingungen festgestellt werden, kann dann optional ein Erzeugen der Kompensationsanteile zur Kompensierung dieser Oberschwingungen durchgeführt werden. Es werden somit gezielt bestimmte Oberschwingungen im Versorgungsnetz überwacht und mittels eines erfindungsgemäßen Windparks kompensiert. Hierzu weist der Windpark insbesondere am Netzanschlusspunkt gezielt modulierte Oberschwingungen auf.
Zudem umfasst das Prüfen auf Oberschwingungen eine Divergenzanalyse der Oberschwingungen. Sofern die bei Durchführung das Verfahren die Oberschwingungen abnehmend konvergieren wird das Verfahren weiter durchgeführt Y. Wird hingegen eine Divergenz N der Oberschwingungen festgestellt, also ein Aufschwingen des Versorgungsnetzes im Bereich der Oberschwingungen, werden die berechneten Soll-Werte zurückgehalten. Die Erzeugung der Kompensationsanteile wird also in Ihrem letzten Soll-Wert eingefroren, was durch die Linie F angedeutet wird.
Die Divergenz der Oberschwingungen kann dann entweder weiterhin überwacht werden und bei feststellen konvergierend abnehmender Oberschwingungen weiter fortgeführt werden oder das Verfahren wird mittels eines Totbandes für eine gewisse Zeit ausgesetzt und das Verfahren beginnt dann wieder eigenständig nach Ablauf der Totzeit.
Durch die sich ständig ändernden vorherrschenden Windbedingungen und Versorgungsnetzschwankungen handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Rege- lungsverfahren mit Rückführung, bei dem der Referenzstrom einem Soll-Strom nachgeführt wird. Dies ist in Fig. 6 durch die gestrichelte Linie 691 angedeutet.

Claims

Ansprüche:
1. Windpark zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes an einem Netzanschlusspunkt in ein elektrisches Versorgungsnetz, wobei der Windpark wenigstens: - eine Windenergieanlage aufweist, die als Kompensationswindenergieanlage ausgebildet ist, und eine aktive Kompensationseinheit aufweist, um einen kompensierenden Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil zu erzeugen, wobei der Kompensationsanteil von der aktiven Kompensationseinheit aufmoduliert wird, und wenigstens eine weitere Windenergieanlage aufweist, die als kompensationslose Windenergieanlage dazu eingerichtet ist, einen nicht kompensierenden Teilstrom ohne aufmoduliertem Kompensationsanteil zu erzeugen, wobei - sich der kompensierende Teilstrom bzw. die kompensierenden Teilströme und der nicht kompensierende Teilstrom bzw. die nicht kompensierenden Teilströme zu dem einzuspeisenden elektrischen Gesamtstrom in einem die Windenergieanlagen verbindenden Parknetz überlagern und - der kompensierende Teilstrom bzw. die kompensierenden Teilströme so erzeugt werden, dass der einzuspeisende Gesamtstrom an einem Referenzpunkt
- im Parknetz,
- in einem Abschnitt zwischen Parknetz und Netzanschlusspunkt oder
- im elektrischen Versorgungsnetz einen auftretenden Referenzstrom oder eine auftretende Referenzspannung beein- flusst, um eine vorgegebene Stromform für diesen Referenzstrom bzw. eine vorgegebene Spannungsform für diese Referenzspannung zu erreichen.
Windpark nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein Erfassungsmittel zum Erfassen von am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen des Referenzstroms bzw. der Referenzspannung, wobei die aktive Kompensationseinheit dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der erfass- ten, am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen den aufmodulierten Kompensationsanteil so erzeugen, dass die am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen kompensiert oder zumindest verringert oder minimiert werden.
Windpark nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Windpark genau eine Kompensationswindenergieanlage aufweist oder der Windpark wenigstens ein Teilnetz aufweist, das genau eine Kompensationswindenergieanlage umfasst.
Windenergieanlage zum Erzeugen elektrischer Leistung zum Einspeisen in ein elektrisches Versorgungsnetz, wobei die Windenergieanlage eine aktive Kompensationseinheit aufweist, um einen kompensierenden Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil zu erzeugen, wobei der Kompensationsanteil von der aktiven Kompensationseinheit aufmoduliert wird, um eine Soll-Stromform eines Referenzstromes oder eine Soll-Spannungsform einer Referenzspannung an dem Referenzpunkt zu erreichen, wobei die Windenergieanlage dazu eingerichtet ist, als Kompensationswindenergieanlage eines Windparks nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zu fungieren.
Windenergieanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassungsmittel zum Erfassen der am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen des Referenzstroms oder der Referenzspannung vorgesehen ist und die aktive Kompensationseinheit dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der erfass- ten, am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen den Kompensationsanteil so aufzumodulieren, dass die am Referenzpunkt auftretenden Oberschwingungen kompensiert oder zumindest verringert oder minimiert werden.
Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Kompensationseinheit auf einer Niederspannungsseite der Windenergieanlage angeordnet ist.
Verfahren zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes an einem Netzanschlusspunkt in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels eines Windparks umfassend die Schritte:
Erfassen eines von dem Gesamtstrom abhängigen Referenzstromes oder einer von dem Gesamtstrom abhängigen Referenzspannung an einem Referenzpunkt,
Erzeugen wenigstens eines ersten Teilstroms des Gesamtstroms mittels einer ersten Windenergieanlage, wobei die erste Windenergieanlage als Kompensati- onswindenergieanlage ausgebildet ist und eine aktive Kompensationseinheit aufweist,
Aufmodulieren eines Kompensationsanteils auf den wenigstens einen ersten Teilstrom mittels der aktiven Kompensationseinheit der ersten Windenergieanlage, um Oberschwingungen des Referenzstromes bzw. der Referenzspannung zu kompensieren oder zu verringern,
Erzeugen wenigstens eines zweiten Teilstroms des Gesamtstroms mittels einer zweiten kompensationslosen Windenergieanlage, wobei der zweite erzeugte Teilstrom nicht mittels eines Kompensationsanteils einer aktiven Kompensationseinheit aufmoduliert wird und somit ein nicht kompensierender Teilstrom ohne aufmodulierten Kompensationsanteil erzeugt wird,
Überlagern des wenigstens einen ersten kompensierenden Teilstroms mit dem wenigstens einen zweiten nicht kompensierenden Teilstroms an einem Überlage- rungspunkt zu dem an dem Netzanschlusspunkt einzuspeisenden elektrischen Gesamtstrom.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Kompensation bzw. Verringerung der Oberschwingungen ein Oberschwingungssollwert vorgegeben wird und das Erzeugen des wenigstens einen ersten kompensierenden Teilstroms mit aufmodulierten Kompensationsanteil in Abhängigkeit des Oberschwingungssollwertes erfolgt, insbesondere so, dass der Oberschwingungssollwert für das Erzeugen eine Führungsgröße bildet, um die Oberschwingungen des wenigstens einen kompensierenden Teilstroms vorzugeben oder um die gesamten Oberschwingungen des überlagerten Gesamtstroms vorzugeben, besonders für einen anderen Ort als den Referenzpunkt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Oberschwingungen am Referenzpunkt ein Zustandsbeobachter verwendet wird, der Zustandsbeobachter die Oberschwingungen am Referenzpunkt abzüglich der durch den wenigstens einen ersten kompensierenden Teilstrom erreichten Kompensation als nicht kompensierte Oberschwingungen erfasst und zur Erzeugung des wenigstens einen ersten kompensierenden Teilstroms mit aufmodulierten Kompensationsanteil die nicht kompensierten Oberschwingungen berücksichtigt werden.
Verfahren zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzpunkt der Netzanschlusspunkt ist.
Verfahren zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzpunkt außerhalb des Windparks liegt und insbesondere eine Referenzspannung erfasst wird, ferner umfassend die Schritte:
Ermitteln von Oberschwingungssollwerten in Abhängigkeit am Referenzpunkt erfasster Oberschwingungen, Steuern der aktiven Kompensationseinheit in Abhängigkeit der ermittelten Oberschwingungssollwerte, um Oberschwingungen entsprechend der Oberschwingungssollwerte zu erzeugen und den wenigstens einen ersten Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil so zu erzeugen, dass der einzuspeisende Gesamtstrom entsprechende Oberschwingungen aufweist.
Verfahren zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob Oberschwingungen am Referenzpunkt Grenzwerte überschreiten, insbesondere für die 5., 7., 1 1 ., 13., 17. und/oder 19. Oberschwingung, und dass optional das Aufmodulieren des wenigstens einen aufmodulierten Kompensationsanteils auf den ersten Teilstroms nur dann erfolgt, wenn Oberschwingungen am Referenzpunkt wenigstens einen Grenzwert überschritten haben.
Verfahren zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfen auf Oberschwingungen am Referenzpunkt eine Divergenzanalyse umfasst und bei Feststellen einer Divergenz die bestimmten Soll-Werte zurückgehalten werden, solange die Divergenz anhält.
Verfahren zum Einspeisen eines elektrischen Gesamtstromes nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Gesamtstrom mittels eines Windparks nach einem der Ansprüche 1 bis 3 erzeugt wird und/oder wenigstens ein kompensierender Teilstrom mit einem aufmodulierten Kompensationsanteil mittels einer Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6 erzeugt wird.
Verfahren zum Erzeugen wenigstens eines aufmodulierten Kompensationsanteils eines Teilstroms mittels einer aktiven Kompensationseinheit einer Windenergieanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine mittels der aktiven Kompensationseinheit erzeugte aufzumodulierende Kompensationsanteil an einer Niederspannungsseite der Windenergieanlage bereitgestellt wird.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016115431A1 (de) * 2016-08-19 2018-02-22 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern einer Windenergieanlage
DE102017112491A1 (de) * 2017-06-07 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Windparks
DE102017113006A1 (de) * 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels einer umrichtergeführten Einspeisevorrichtung

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4633400A (en) * 1984-12-21 1986-12-30 Conoco Inc. Method for waveform feature extraction from seismic signals
US5092343A (en) * 1988-02-17 1992-03-03 Wayne State University Waveform analysis apparatus and method using neural network techniques
US5345375A (en) * 1991-12-16 1994-09-06 Regents Of The University Of Minnesota System and method for reducing harmonic currents by current injection
US5499178A (en) * 1991-12-16 1996-03-12 Regents Of The University Of Minnesota System for reducing harmonics by harmonic current injection
US6326796B1 (en) * 1997-07-07 2001-12-04 Nissin Electric Co., Ltd. Harmonic measuring method and a current injection device for harmonic measurement
US6282104B1 (en) * 2000-03-14 2001-08-28 Applied Power Corporation DC injection and even harmonics control system
NO20001641L (no) * 2000-03-29 2001-10-01 Abb Research Ltd Vindkraftanlegg
DE10119624A1 (de) * 2001-04-20 2002-11-21 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
US7071579B2 (en) * 2002-06-07 2006-07-04 Global Energyconcepts,Llc Wind farm electrical system
DK1571746T3 (en) * 2004-03-05 2019-01-07 Gamesa Innovation & Tech Sl Active power control system of a wind farm
US20150035467A1 (en) * 2005-06-17 2015-02-05 Ctm Magnetics, Inc. Permanent magnet inductor filter apparatus and method of use thereof
WO2008137836A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-13 The University Of Alabama Converter control of variable-speed wind turbines
US20090055030A1 (en) * 2007-08-21 2009-02-26 Ingeteam, S.A. Control of active power reserve in a wind-farm
US8198753B2 (en) * 2007-10-31 2012-06-12 Caterpillar Inc. Power system with method for adding multiple generator sets
US7944068B2 (en) * 2008-06-30 2011-05-17 General Electric Company Optimizing converter protection for wind turbine generators
US7999418B2 (en) * 2008-12-22 2011-08-16 General Electric Company Electrical system and control method
US8693228B2 (en) * 2009-02-19 2014-04-08 Stefan Matan Power transfer management for local power sources of a grid-tied load
DE102009014012B4 (de) 2009-03-23 2014-02-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
AT508182B1 (de) * 2009-04-20 2011-09-15 Hehenberger Gerald Dipl Ing Verfahren zum betreiben einer energiegewinnungsanlage, insbesondere windkraftanlage
AT508183B1 (de) * 2009-04-20 2011-06-15 Hehenberger Gerald Dipl Ing Verfahren zum betreiben einer windkraftanlage
WO2011012733A1 (es) * 2009-07-27 2011-02-03 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Sistema para la compensación de energía reactiva en sistema de energía eléctrica
WO2011032265A1 (en) * 2009-09-15 2011-03-24 The University Of Western Ontario Utilization of distributed generator inverters as statcom
DK2354541T3 (da) * 2010-01-20 2014-10-20 Siemens Ag Vindparkeffektstyring på basis af en matriks, som viser en effektbelastningsfordeling mellem individuelle vindmøller
US8867242B2 (en) * 2010-04-15 2014-10-21 Alstom Technology Ltd Hybrid 2-level and multilevel HVDC converter
US8405251B2 (en) * 2010-04-20 2013-03-26 General Electric Company Method and apparatus for reduction of harmonics in a power supply
CN102263414A (zh) * 2010-05-25 2011-11-30 新能动力（北京）电气科技有限公司 电能变换装置与***
EP2397688A1 (de) * 2010-06-16 2011-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Steuerungssystem für elektrische Energie und elektrische Energie erzeugende Anlage mit dem Steuerungssystem für elektrische Energie
US8618694B2 (en) * 2010-06-30 2013-12-31 Vestas Wind Systems A/S System, method, and computer program product for utilizing a wind park as a variable power system stabilizer
US20120019007A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Nelson Robert J Method and apparatus for minimizing harmonic currents in a wind turbine park
JP5644396B2 (ja) * 2010-08-06 2014-12-24 株式会社明電舎 電力変換装置の高調波電流抑制装置および高調波電流抑制方法
CA2753666A1 (en) * 2010-09-29 2012-03-29 Erlphase Power Technologies Limited Method and apparatus for sub-harmonic protection
SE536410C2 (sv) * 2010-10-12 2013-10-15 Ferroamp Elektronik Ab Anordning för begränsning av en elektrisk ström
ES2692669T3 (es) * 2010-10-19 2018-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Descomposición y mitigación de una perturbación presente en una conexión eléctrica entre un sistema de generación de energía eléctrica y una red eléctrica
US8704390B2 (en) * 2010-12-07 2014-04-22 Vestas Wind Systems A/S Dynamic adjustment of power plant output based on electrical grid characteristics
EP2466737A3 (de) * 2010-12-17 2016-04-27 Vestas Wind Systems A/S Windturbinengenerator
EP2477302A1 (de) * 2011-01-18 2012-07-18 Siemens Aktiengesellschaft Steuerung der Verteilung von Strom, der von einer Windfarm erzeugt wird, zwischen einer Wechselstromübertragungsverbindung und einer Gleichstromübertragungsverbindung
DK2482418T3 (en) 2011-02-01 2018-11-12 Siemens Ag Active desynchronization of switching inverters
DK2485358T4 (da) * 2011-02-07 2022-01-10 Siemens Gamesa Renewable Energy As System og fremgangsmåde til at dæmpe en elektrisk ubalance af en trefasestrøm ved et fælles koblingspunkt mellem en vindmøllepark og et forsyningsnet
DK2487780T3 (da) * 2011-02-14 2020-03-02 Siemens Ag Styreenhed til en effektkonverter og fremgangsmåde til drift deraf
US10110010B2 (en) * 2011-04-15 2018-10-23 Deka Products Limited Partnership Modular power conversion system
WO2012162152A1 (en) * 2011-05-20 2012-11-29 Chuc, Llc Waveform distortion mitigation in power systems
US8780592B1 (en) * 2011-07-11 2014-07-15 Chilicon Power, LLC Systems and methods for increasing output current quality, output power, and reliability of grid-interactive inverters
US9134746B2 (en) * 2011-09-16 2015-09-15 Varentec, Inc. Systems and methods for harmonic resonance control
US9046077B2 (en) * 2011-12-28 2015-06-02 General Electric Company Reactive power controller for controlling reactive power in a wind farm
US20130193766A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Atlantic Grid Operations A., Llc Control and protection of a dc power grid
ES2773047T3 (es) * 2012-05-09 2020-07-09 Siemens Gamesa Renewable Energy As Control de turbina eólica para una red débil reduciendo la producción de potencia activa
CN103390896B (zh) * 2012-05-09 2015-11-25 华锐风电科技(集团)股份有限公司 混合级联多电平静止同步补偿装置和风电机组供电***
JP5768770B2 (ja) * 2012-06-29 2015-08-26 株式会社デンソー 回転機の制御装置
DE102012212777A1 (de) * 2012-07-20 2014-01-23 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines Windparks
US9184652B2 (en) * 2012-08-28 2015-11-10 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for inverter output current harmonic reduction
DE102012215422A1 (de) * 2012-08-30 2014-03-06 Wobben Properties Gmbh Windpark
US8860237B2 (en) * 2012-10-15 2014-10-14 General Electric Company System and method of selecting wind turbine generators in a wind park for curtailment of output power to provide a wind reserve
US9671442B2 (en) * 2012-11-30 2017-06-06 General Electric Company System and method for detecting a grid event
US9490724B2 (en) * 2013-01-07 2016-11-08 Aeg Power Solutions Bv Methods for controlling electrical inverters and electrical inverters and systems using the same
KR101410731B1 (ko) * 2013-02-13 2014-06-24 한국전기연구원 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제 방법
EP2941808B1 (de) * 2013-02-28 2020-06-17 Siemens Aktiengesellschaft Windparkanbindung mit diodengleichrichter
DE102013208474A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
EP3011666B1 (de) * 2013-06-18 2019-09-25 Vestas Wind Systems A/S Kompensation elektrischer oberschwingungen im stromnetz
CN103337877B (zh) * 2013-06-26 2015-07-08 华中科技大学 一种用于风力发电***的直流电压控制单元及方法
US9203333B2 (en) * 2013-09-05 2015-12-01 General Electric Company System and method for voltage control of wind generators
GB2520157B (en) * 2013-11-06 2017-01-18 Reactive Tech Ltd Grid frequency response
US9444323B2 (en) * 2014-01-22 2016-09-13 Solidstate Controls, Llc Power conversion system having a harmonic distortion limiter
DE102014000784A1 (de) * 2014-01-22 2015-07-23 Senvion Se Windpark mit Vorsteuerung im Leistungsregler
EP2905864B1 (de) * 2014-02-06 2020-11-04 GE Renewable Technologies Wind B.V. Verfahren zum Betrieb eines Satzes an Windturbinen und - systemen
US9915243B2 (en) * 2014-02-24 2018-03-13 General Electric Company System and method for automatic generation control in wind farms
US9453497B2 (en) * 2014-03-18 2016-09-27 General Electric Company Method for operating a wind farm
US20160087434A1 (en) * 2014-07-04 2016-03-24 Stefan Matan Data aggregation with forward prediction for a distributed grid node
DE102014216210A1 (de) 2014-08-14 2016-02-18 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Formspule für ein Statorblechpaket
ES2910456T3 (es) 2014-09-12 2022-05-12 Sungrow Power Supply Co Ltd Método y dispositivo para monitorización y supresión de resonancia
DE102015205348A1 (de) * 2015-03-24 2016-09-29 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines Synchrongenerators einer getriebelosen Windenergieanlage
CN105098834B (zh) 2015-08-12 2018-02-13 国网山东省电力公司潍坊供电公司 一种用于双馈风电场的分工况分模式电压控制方法
CN105405063A (zh) * 2015-10-30 2016-03-16 武汉大学 基于主成分分析法的光伏电站接入方案综合决策方法
US10784685B2 (en) * 2017-05-08 2020-09-22 General Electric Company Electrical power systems and subsystems

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