JP6882452B2 - 風力タービンの制御方法 - Google Patents
風力タービンの制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6882452B2 JP6882452B2 JP2019510273A JP2019510273A JP6882452B2 JP 6882452 B2 JP6882452 B2 JP 6882452B2 JP 2019510273 A JP2019510273 A JP 2019510273A JP 2019510273 A JP2019510273 A JP 2019510273A JP 6882452 B2 JP6882452 B2 JP 6882452B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- wind
- network
- power supply
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 33
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 73
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 13
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F03D9/257—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor the wind motor being part of a wind farm
-
- 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
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
- F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
-
- 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
- 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
- F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
-
- 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
- F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/10—Purpose of the control system
- F05B2270/103—Purpose of the control system to affect the output of the engine
- F05B2270/1033—Power (if explicitly mentioned)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/10—Purpose of the control system
- F05B2270/107—Purpose of the control system to cope with emergencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
したがって、ネットワークサポートのこの重要性の高まりは、風力発電設備に加えて、特に、太陽光発電システムも含む分散型エネルギー供給装置の割合の増加にも部分的に関連する。よって、分散型のエネルギー供給装置もネットワークのサポートに貢献できることが望まれ、少なくともこれらの分散型供給装置のいくつかが、この種の貢献をすることができることが望ましい。
原則として、風力発電設備は、それによって、例えば、一次予備力を提供することができるようにするために、特に、それらのロータ内に運動エネルギーを蓄積する可能性を有する。しかしながら、このようにして前記運動エネルギーから正の一次予備力を提供することは、問題の風力発電設備のロータも回転している場合にのみ可能である。風力発電設備のロータが回転している場合、一次予備力を提供すること、すなわち供給電力を一時的に増加させることが可能である。しかしながら、このようにして一次予備力の供給は、太陽光発電システムの場合には知られていない。前記給電は、せいぜい予防的削減またはエネルギー貯蔵庫の提供によって実現することができるにすぎない。
本発明は、風力発電設備が定格供給電力まで利用可能な風力発電を電力供給ネットワークに供給する通常モードで運転されることを提案する。利用可能な風力、したがって可能な限り多くの電力は、風から得られ、風がまだ弱いため定格電力を供給することができないという条件で、この通常モードで電力供給ネットワークに供給される。風速が定格風速に達し、前記定格風速を超えた場合には、風力発電設備の構成要素を保護するために、電力は定格電力に制限しなければならない。風速に依存する動作ポイントは、一般的に、この通常モードにも関連している。
一実施形態によれば、一次予備力PMが、電力供給ネットワークにおいて検出されるネットワーク周波数fの周波数df/dtの変化に応じて、電力供給ネットワークに供給されることが提案され、一次予備力PMの周波数変化df/dtへの異なる依存性は、周波数df/dtの同じ変化の場合に、サポートモードにおける一次予備力PMが通常モードよりも大きくなるように、通常モードとサポートモードとの間に与えられる。周波数の変化に応じて電力供給ネットワークに供給される一次予備力は、特に、周波数の変化を打ち消すのに役立つ。この種の対抗策はできるだけ速やかに、つまり即座に発生することが意図される。したがって、一次予備力電力という用語、または簡単に一次予備力も使用され、以下の文中では、一次予備力電力と同義語として「一次予備力」という用語も使用される。
したがって、通常モードでは、サポートモードよりも少ない一次予備力が給電される、または提供されることが提案される。一次予備力の供給は、一般的に、電力供給ネットワークの電圧の周波数の変化の検出、特に、周波数の変化df/dtに依存する。周波数の変化に対する応答は、サポートモードよりも通常モードの方が弱いことが現在、提案されている。したがって、通常モードでは、等しい大きさの周波数の変化の場合、サポートモードよりも少ない一次予備力が供給される、すなわち給電される。
PM=k・df/dt
ここで、kは、大きさに関して、サポートモードにおいて通常モードにおけるよりも大きい依存係数を形成する。したがって、依存係数kは、周波数変化df/dtから供給される一次予備力電力PMの間の関係を決定し、この場合、通常モードとサポートモードとで異なる大きさに設定することができる。上記依存係数の大きさは、サポートモードの場合、より大きくなるように設定される。一次予備力は、周波数が低下した場合、すなわち負のdf/dtの場合、サポート目的で供給されるように意図されているため、依存係数kは、通常、負の値を有する。この場合、依存係数kの代わりに、例えば、関数を使用することも可能であり、例えば、限界値または開始値を考慮に入れる等のさらなる基準を含めることができる。例えば、周波数の絶対偏差の限界値を最初に大きさに関して超える必要があるという境界条件も考慮に入れることができる。サポートモードの場合の依存係数kは、通常モードの場合の少なくとも2倍の大きさであることが好ましい。一実施形態によれば、通常モードでは依存係数kがゼロであると考えられるので、通常モードでは一次予備力は供給されない。
特に、この種の手段により、可能なサポート力、特に、可能な一次予備力を増大させることができる。この目的のために、風力発電設備は、一次予備力の提供または少なくとも提供が優先されるため、そのときの最適動作ポイントから離れる。特に、これは、そのような大きな一次予備力または他のサポート電力が提供される、または少なくとも提供されることになり得るため、これは同じネットワークに給電する少なくとも1つの太陽光電力システムにとって十分である。一般的に、風力発電設備が最適動作ポイントを離れることにより、より少ない電力がネットワークに供給される。しかしながら、ネットワークに供給される電力が全くないか、または実質的にはるかに少ない他の動作ポイントが見つかることも考慮に入れることができるが、この新しい動作ポイントへの切り替えは、一時的に電力供給の減少を意味する。これは、特に、より高い回転速度を有する新しい動作ポイントに当てはまり、このより高い回転速度への加速度は、加速度の持続期間中のロータに対する動力損失を意味する。それにもかかわらず、最適な動作ポイントにおけるのと同様の量の電力を、このより高い回転速度で供給することが可能であり得るが、おそらく設備に対するより大きな負荷または他の不利益を伴う。
ネットワーク周波数の変化は、サポートモードが間もなく必要になると思われるかどうかに関する指示を提供することもできる。 特に、安定したネットワークの場合、すなわち、ネットワーク周波数の変化がほとんどない場合、および/またはほんのわずかな変化しか発生しない場合、サポートモードは、ネットワークが周波数の変化に関してより不安定である場合よりも少ない程度で要求される。
ネットワーク電圧の変化を考慮に入れることも提案されている。 例えば、ネットワーク電圧の低下は、たとえネットワーク電圧が最初はまだ比較的高い値であっても、サポートモードが要求されていることを示している可能性がある。
サポートモードの選択はまた、ネットワークオペレータが一次予備力を要求するための対応する要求信号を送信するかどうか、すなわち一次予備力がネットワークオペレータによって要求されるかどうかに依存してなされてもよい。これはまた、供給された電力に関して、一定のレベルでこの種の一次予備力が要求されることを意味していてもよい。この場合、考慮に入れた太陽光発電システムの電力供給を考慮に入れるこの種の電力依存の要求は、一次予備力をソーラー設備のために提供する風力発電設備のための一次予備力に調整される。
それに加えてまたはその代わりに、太陽光基準電力は、太陽光発電設備によって瞬時に電力供給ネットワークに供給される太陽光電力を特定する。したがって、ここでの焦点は、現在の実際の値である。
太陽光一次予備力は、好ましくは、相対的な一次予備力と瞬間的な投入太陽エネルギーとの積として計算される。この場合、相対的な一次予備力は、少なくともそれぞれの太陽光発電設備に対して原理的に知られている瞬時に供給される太陽光を容易に乗じることができる比較的一定の値とすることができる。
一実施形態によれば、本方法は、提供され得る太陽光一時予備力が、太陽光発電設備、または少なくとも1つの太陽光発電設備および少なくとも1つの風力発電設備を含む混合設備について計算されることを特徴とすることが提案される。前記太陽光一次予備力は、風力発電設備が対応するサポートモードで動作しているときに、少なくとも1つの太陽光発電設備の助けを借りて、少なくとも1つの風力発電設備が貯蔵できる一次予備力を示す。この目的を達成するために、提供可能なこの太陽光一次予備力は、瞬間的に供給される太陽光エネルギー、通常モードにおいて少なくとも1つの風力発電設備によって瞬時に供給される風力、電力供給ネットワークまたは可変のネットワーク状態を表す変数のネットワーク状態、に応じて計算されることが提案される。よって、提供され得る太陽光一次予備力は、提供されることができ、そして必要に応じて呼び出される、すなわち永久に供給されない、あるいは給電さえされないものである。したがって、それは、提供可能な太陽光一次予備力を蓄えられるべきレベルを指定する値である。この目的のために、これは風力発電設備のサポート電力によって補われることを意図しているので、瞬間的に供給される太陽光電力が含まれる。前記方法はまた、風力発電設備がサポートモードに切り替わらない場合に運転することができる通常モードを含む。サポート電力が全く必要かどうかという問題は、最終的には前記ネットワーク状態に依存する可能性があるため、それは電力供給ネットワークのネットワーク状態を組み込むこともできる。
−前記風力発電設備は、それらのブレード角度に関して調整可能なロータブレードを有する空力ロータを有し、
−前記ロータは、可変のロータ回転速度で動作され、
−前記風力発電設備は、発電機電力を発生させるために空力ロータに連結された発電機を有し、
−前記風力発電設備は、利用可能な風力を定格電力まで電力供給ネットワークに供給する通常モードで運転され、利用可能な風力は、風および風力発電設備の技術的限界に応じて、風から得られ、前記電力供給ネットワークに供給され得る電力を示し、
−前記風力発電設備は、同じ前記ネットワークに供給される少なくとも1つの太陽光発電設備の動作状況に応じて、その通常モードからサポートモードに切り替える。
図2は、例えば、同一もしくは異なっていてもよい3つの風力発電設備100を有する風力発電所112を示す。よって、3つの風力発電設備100は、基本的に、風力発電所112の所望の数の風力発電設備の代表である。風力発電設備100は、それらの電力、具体的には、特に、発電所グリッド114を介して生成された電流を提供する。この場合、個々の風力発電設備100のそれぞれ生成された電流または電力は一緒に加算され、その後、一般的にPCCとも呼ばれる給電ポイント118において、供給ネットワーク120に給電するために、発電所内の電圧を昇圧する変圧器116が通常設けられる。図2は、風力発電所112の簡略図であって、例えば、制御システムは示されていないが、もちろん制御システムは存在する。発電所グリッド114は、異なる設計も可能であって、例えば、他の1つの例示的な実施形態に言及すれば、例えば、変圧器もまた各風力発電設備100の出力に存在する。
概略的に示された太陽14および緩やかな風のソック16は、図3が示されている電力供給ネットワーク2の一般的な気象状況を示すことを意図しており、その場合、強い日射があり風はほとんどない。したがって、簡単のためにPVシステムとも呼ばれる太陽光発電システム4は、電力供給ネットワーク2に出力される大量の電力PPVを生成する。これから説明する矢印の太さおよびさらなる矢印の太さも、それぞれの場合における電力レベルを少なくとも例示することを意図している。したがって、大量のPV電力PPVが電力供給ネットワークに供給され、前記PV電力は、電力供給ネットワーク2の異なる領域に流れる電力成分P1およびP2に分割される。これは、PVシステム4によって生成される前記電力PPVが、一般的に、電力供給ネットワーク2に利用可能であることを示すための説明目的のためだけに役立つ。
図3は、具体的な状況、特に、全く風がない状況に対する一種のサポートモードを示す。しかしながら、例えば、風力発電所6を経由して少なくとも一定量の電力を電力供給ネットワーク2に供給するために十分な量の風があることなど、他の変形形態も考慮に入れられる。一変形例によれば、風力発電所6および風力発電設備7は、特に、ロータ18の回転速度が卓越風に最適な値にある最適動作ポイントで動作する。この動作ポイントは、サポートモードの選択のために維持され得る。それにもかかわらず、高い一次予備力PMが提供される。これは、通常モードの場合とは異なる依存性が一次予備力PMの供給の基礎として使用されることを意味することができ、この供給は、周波数の変化に依存する。
この例では、サポートモードの一次予備力電力PMSの勾配は、通常モードの一次予備力電力PMNの勾配の2倍の大きさである。さらに、一次予備力電力PMSもまた、サポートモードの早い段階で、すなわち大きさに関して比較的小さい周波数変化df/dtの場合には、ここで大きさの2倍である周波数の変化df/dtから始まる例として呼び出される一次予備力電力PMNよりも早く呼び出される。
したがって、ある状況下では、発電中の回生エネルギーによる高レベルのカバレッジの場合には、一次予備力に対する要求がコンバータベースの発電システムによって提供され得ることが判明した。この場合、PVシステムは、追加の記憶手段の統合によってのみ、一次予備力を実行できることが分かった。この目的のために、風が吹いていないときに一次予備力を提供するために風力発電設備を使用するが、日射の結果として、比例して大量のPV電流が供給されることも現在提案されている。これに対する1つの提案は、一次予備力の要求の場合には、ロータエネルギーまたは回転エネルギーからネットワークをサポートするために、風力発電設備をモータによる回転速度まで上げることである。これはまた、少なくとも統計的には、一般的にはほとんど風力が供給されず、したがって、PVによる所要電力を高いレベルでカバーする場合には、風力発電設備変換器のコンデンサがほとんど利用されないという知見に基づく。しかしながら、既に上で説明したように、他の可能な実施方法もある。
Claims (18)
- 電力供給ネットワーク(2)に給電するために風から電気エネルギーを生成する少なくとも1つの風力発電設備を制御する方法であって、
前記風力発電設備(7)は、それらのブレード角度に関して調整可能なロータブレードを有する空力ロータ(18)を有し、
前記ロータ(18)は、可変のロータ回転速度で動作され、
前記風力発電設備(7)は、発電機電力を発生させるために空力ロータ(18)に連結された発電機を有し、
前記風力発電設備(7)は、利用可能な風力を定格電力まで電力供給ネットワーク(2)に供給する通常モードで運転され、利用可能な風力は、風および風力発電設備の技術的限界に応じて、風から得られ、前記電力供給ネットワーク(2)に供給され得る電力を示し、
前記風力発電設備(7)は、同じ前記電気供給ネットワーク(2)に供給される少なくとも1つの太陽光発電設備の動作状況に応じて、通常モードからサポートモードに切り替える、
方法。 - 前記風力発電設備(7)は、通常モードよりもサポートモードにおいて、より多くの一時予備力を提供する、
請求項1に記載の方法。 - 一次予備力電力PMは、前記電力供給ネットワーク(2)において検出されるネットワーク周波数fの周波数df/dtの変化に応じて、前記電力供給ネットワーク(2)に供給され、一次予備力電力PMの周波数df/dtの変化への異なる依存性は、周波数df/dtに同じ変化があった場合に、周波数df/dtの同じ変化の場合に、サポートモードにおける一時予備力電力PMの大きさは、通常モードよりも大きく、kは、依存係数であり、大きさに関しては、サポートモードでは、通常モードよりも大きくなるように、前記通常モードと前記サポートモードとの間で供給される、
請求項1または2に記載の方法。 - 前記電力供給ネットワーク(2)をサポートする目的のために、サポート電力が提供され、サポート電力は、前記電力供給ネットワーク(2)に給電する目的で呼び出され、またはサポート電力は、ネットワーク挙動に応じて給電され、少なくとも1つの前記風力発電設備(7)は、前記通常モードよりも前記サポートモードにおいて高いサポート電力を提供する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記サポートモードでは、前記風力発電設備(7)は、前記通常モードよりも、少なくとも一時的に少ない電力を前記電力供給ネットワーク(2)に給電し、または、このように、増加した一次予備力を提供するために、前記電力供給ネットワーク(2)から電力を引き出す、
請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記風力発電設備(7)の前記サポートモードは、以下を含むリストから選択される少なくとも1つの運転モードを備えている、
−前記風力発電装置(7)のロータ(18)が、電力を発生させることなく、風によって駆動されることによって回転するアイドリング運転モード、
−電力が供給されない、あるいはほとんど電力が供給されない、前記風力発電装置(7)の前記ロータ(18)が、高回転速度で回転する高回転速度動作モード、
−電力供給なしで回転速度が最大回転速度まで増加するゼロ電力動作モード、
−前記風力発電設備(7)の前記ロータ(18)が電力供給ネットワーク(2)からの電力(PPV)によって駆動される電動動作モードを含み、その電力は、ソーラー発電設備による電力供給ネットワーク(2)へ瞬間的に供給される太陽光発電を超えない、
請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。 - −前記サポートモードへの切り替えは、卓越風の風速に依存し、加えてまたはその代わりに、
−前記サポートモードの少なくとも1つの特性は、卓越風の風速に依存する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。 - −前記サポートモードへの切り替え、加えてまたはその代わりに、
−前記サポートモードの少なくとも1つの特性、
は、前記電力供給ネットワーク(2)の少なくとも1つのネットワーク状態に依存し、または、以下を含むリストから選択される前記ネットワーク状態を表す変数に依存する、
−ネットワーク周波数、
−ネットワーク周波数の変化、
−ネットワーク周波数の変化の勾配、
−ネットワーク電圧、
−ネットワーク電圧の変化、
−ネットワーク状態を示す外部ネットワーク状態信号、
−周波数変換器によって前記電力供給ネットワーク(2)に供給される電力と、前記電力供給ネットワーク(2)に供給される総電力との比を特定する周波数変換器比率、および
−一次予備力を要求するネットワークオペレータによって送信されるリクエスト信号、
請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記風力発電設備(7)は、以下の場合に、サポートモードに切り替わり、その回転速度が通常モードと比較して増加する、
−少なくとも1つの前記太陽光発電設備が、その定格出力の少なくとも特定可能な最小比率を、前記電力供給ネットワーク(2)に供給する場合、および
−一次予備力の要件が検出された場合、
請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。 - 少なくとも1つの前記風力発電設備(7)は、通常モードと比較して増加したロータ回転速度で、前記サポートモードで恒久的に運転され、
−少なくとも1つの前記太陽光発電設備は、その定格出力の少なくとも特定可能な最小比率を前記電力供給ネットワーク(2)に供給し、
−卓越風は非常に弱いので、少なくとも1つの前記風力発電設備(7)は、最大でもその定格出力の所定の最大割合を、前記電力供給ネットワーク(2)に供給する、
請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。 - 相対的な一次予備力の要求が検出され、この相対的な一次予備力は、基準電力に関して追加で供給可能な電力を識別し、
太陽光一次予備力は、検出された相対的な一次予備力の要求と前記太陽光発電設備を識別する太陽光基準電力とに基づいて、予備で維持されるべきである、または前記太陽光発電設備によって提供されるべき一次予備力を識別する電力として決定され、
少なくとも1つの前記風力発電設備(7)は、決定された太陽光一次予備力を提供することができるようにサポートモードで運転される、
請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。 - 前記相対的な一次予備力は、前記電力供給ネットワーク(2)または関連するネットワークセクションに瞬時に供給される電力に関して、追加で給電される電力を指定し、および/または、
前記太陽光基準電力は、前記太陽光発電設備によって瞬時に電力供給ネットワーク(2)に供給される太陽光電力を特定し、および/または、
少なくとも1つの前記風力発電設備(7)は、このようにして前記太陽光発電設備のための太陽光一次予備力を提供するために、その通常モードと比較して、増大した回転速度を有するように、サポートモードで動作する、
請求項11に記載の方法。 - 前記太陽一次予備力は、相対的な一次予備力と瞬間的に給電される太陽光エネルギーの積として生成され、選択的には、
重み関数が考慮される、
請求項11または12に記載の方法。 - 前記太陽光発電設備用、または太陽光発電設備と少なくとも1つの前記風力発電設備(7)とを含む混合設備用の方法であって、
瞬時に供給される太陽光発電、および、
前記通常モードにおいて少なくとも1つの前記風力発電設備(7)によって瞬時に供給される風力、および、
前記電力供給ネットワーク(2)のネットワーク状態、または前記ネットワーク状態を表す変数のネットワーク状態、
に基づいて、提供可能な太陽光一次予備力が計算され、
前記太陽光一次予備力は、前記風力発電設備(7)が対応する前記サポートモードで動作しているときに、少なくとも1つの前記風力発電設備(7)が少なくとも1つの前記太陽光発電設備の助けを借りて、どれだけの一次予備力を確保できるかを指定する、
請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。 - 電力供給ネットワーク(2)に給電するために風から電気エネルギーを生成する風力発電設備(7)であって、
前記風力発電設備(7)は、それらのブレード角度に関して調整可能なロータブレードを持つ空力ロータ(18)を有し、
前記ロータ(18)は、可変のロータ回転速度で動作され、
前記風力発電設備(7)は、発電機電力を発生させるために、前記空力ロータ(18)に連結された発電機を有し、
前記風力発電設備(7)は、利用可能な風力を定格電力まで前記電力供給ネットワーク(2)に供給する通常モードで運転され、利用可能な風力は、風から得られる電力を示し、風および風力発電設備(7)の技術的制限に応じて、前記電力供給ネットワーク(2)に供給され、
前記風力発電設備(7)は、同じ電力供給ネットワークに供給される少なくとも1つの太陽光発電設備の動作状況に応じて、その通常モードからサポートモードに切り替わる、
風力発電設備(7)。 - 請求項1から14のいずれか1項に記載の方法を実行する、
請求項15に記載の風力発電設備(7)。 - 請求項15または16に記載の風力発電設備(7)を少なくとも2つ備え、前記風力発電設備(7)は、共通のネットワーク接続ポイントを介して、前記電力供給ネットワーク(2)に給電する、
風力発電所(6)。 - 請求項17に記載の風力発電所(6)と少なくとも1つの太陽光発電設備とを備えた風力発電システムであって、
少なくとも前記太陽光発電設備は、同一の前記電力供給ネットワークに給電し、前記風力発電設備(7)は、それぞれ、少なくとも1つの前記太陽光発電設備の動作状況に応じて、その通常モードからサポートモードへ切り替える、
風力発電システム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016115431.8A DE102016115431A1 (de) | 2016-08-19 | 2016-08-19 | Verfahren zum Steuern einer Windenergieanlage |
DE102016115431.8 | 2016-08-19 | ||
PCT/EP2017/071017 WO2018033646A1 (de) | 2016-08-19 | 2017-08-21 | Verfahren zum steuern einer windenergieanlage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019528667A JP2019528667A (ja) | 2019-10-10 |
JP6882452B2 true JP6882452B2 (ja) | 2021-06-02 |
Family
ID=59683580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019510273A Active JP6882452B2 (ja) | 2016-08-19 | 2017-08-21 | 風力タービンの制御方法 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10683846B2 (ja) |
EP (2) | EP4249748A3 (ja) |
JP (1) | JP6882452B2 (ja) |
KR (1) | KR20190039295A (ja) |
CN (1) | CN109642545A (ja) |
BR (1) | BR112019003190A2 (ja) |
CA (1) | CA3032468C (ja) |
DE (1) | DE102016115431A1 (ja) |
ES (1) | ES2954931T3 (ja) |
RU (1) | RU2717172C1 (ja) |
WO (1) | WO2018033646A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
DE102018102220A1 (de) | 2018-02-01 | 2019-08-01 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz |
DE102018102224A1 (de) | 2018-02-01 | 2019-08-01 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz |
DE102018105483A1 (de) | 2018-03-09 | 2019-09-12 | Sma Solar Technology Ag | Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage und Wechselrichter für eine Energieerzeugungsanlage |
DE102018204787A1 (de) * | 2018-03-28 | 2019-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Doppelt gespeiste Asynchronmaschine mit Schwungrad als Phasenschieber und Energiespeicher |
DE102018002916A1 (de) * | 2018-04-10 | 2019-10-10 | Senvion Gmbh | Verfahren, Vorrichtung und Computerprogrammprodukt zum Betrieb einer oder mehrerer Windenergieanlagen |
DE102018133707A1 (de) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | Sma Solar Technology Ag | Verfahren zur bereitstellung von regelleistung für ein wechselspannungsnetz mittels einer energieerzeugungsanlage |
EP3832130B1 (de) * | 2019-12-05 | 2024-05-29 | Wobben Properties GmbH | Verfahren zur steuerung einer windenergieanlage und/oder eines windparks |
EP4024647A1 (de) * | 2020-12-30 | 2022-07-06 | Wobben Properties GmbH | Verfahren zum einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz |
EP4024646A1 (de) | 2020-12-30 | 2022-07-06 | Wobben Properties GmbH | Verfahren zum einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz |
Family Cites Families (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5075564A (en) * | 1989-12-19 | 1991-12-24 | Hickey John J | Combined solar and wind powered generator with spiral surface pattern |
US5254876A (en) * | 1992-05-28 | 1993-10-19 | Hickey John J | Combined solar and wind powered generator with spiral blades |
DE29715248U1 (de) * | 1997-08-25 | 1998-12-24 | Institut für Solare Energieversorgungstechnik Verein an der Universität Gesamthochschule Kassel eV, 34119 Kassel | Windenergieanlage |
RU2133375C1 (ru) * | 1998-03-05 | 1999-07-20 | Красноярский государственный аграрный университет | Способ управления ветроэнергетической установкой |
US7045702B2 (en) * | 2002-03-19 | 2006-05-16 | Ravindra Kashyap | Solar-paneled windmill |
JP2007077895A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 風車補助駆動装置 |
US20070090653A1 (en) * | 2005-10-04 | 2007-04-26 | Martelon David R | Hover Installed Renewable Energy Tower |
EP2102497A4 (en) * | 2006-12-27 | 2012-08-29 | Dennis Mcguire | PORTABLE, SELF-SUPPORTIVE POWER STATION |
JP4796974B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2011-10-19 | 株式会社日立産機システム | 風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステム,風力発電システム,電力制御装置 |
US8872379B2 (en) * | 2007-11-30 | 2014-10-28 | Johnson Controls Technology Company | Efficient usage, storage, and sharing of energy in buildings, vehicles, and equipment |
ES2327486B1 (es) * | 2008-03-14 | 2010-07-14 | Ingeteam Energy, S.A. | Metodo de operacion de una turbina eolica para garantizar regulacion primaria o secundaria en una red electrica. |
US8330296B2 (en) * | 2008-04-15 | 2012-12-11 | Candew Scientific, Llc | Hybrid renewable energy turbine using wind and solar power |
EP2133560A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-16 | Flexenclosure AB | Wind turbine and power supply system |
JP4604111B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2010-12-22 | 株式会社日立製作所 | 風力発電装置および風力発電装置群 |
US8106593B2 (en) * | 2008-10-09 | 2012-01-31 | Nevins Michael Olen | Hybrid lighting device |
US20100132234A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-03 | Marvin Winkler | Methods and systems for generating a dynamic image effect, and products thereby |
US20100183443A1 (en) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Steve Thorne | Integrated wind turbine and solar energy collector |
US8487469B2 (en) * | 2009-02-21 | 2013-07-16 | Frank L. Christy | Solar wind tree |
US8013569B2 (en) * | 2009-03-06 | 2011-09-06 | Sustainable Structures LLC | Renewable energy vehicle charging station |
US8432053B2 (en) * | 2009-06-15 | 2013-04-30 | Kevin E. Frayne | Wind turbine solar control system |
JP5347760B2 (ja) * | 2009-06-29 | 2013-11-20 | Tdk株式会社 | 複数電源制御システムおよび電力変換装置 |
JP5391872B2 (ja) * | 2009-06-29 | 2014-01-15 | Tdk株式会社 | 複数電源制御システムおよび電力変換装置 |
DE102009037239B4 (de) | 2009-08-12 | 2011-04-14 | Repower Systems Ag | Windenergieanlage mit einstellbarer Leistungsreserve |
JP5089715B2 (ja) * | 2010-02-22 | 2012-12-05 | 中国電力株式会社 | 発電出力制御装置及び発電出力制御方法 |
JP5306258B2 (ja) * | 2010-02-22 | 2013-10-02 | 中国電力株式会社 | 発電出力制御装置及び発電出力制御方法 |
US8866334B2 (en) * | 2010-03-02 | 2014-10-21 | Icr Turbine Engine Corporation | Dispatchable power from a renewable energy facility |
US8552581B2 (en) * | 2010-03-12 | 2013-10-08 | Lynn A. Miller | Portable solar and wind-powered energy generating system |
CA2797729A1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-03 | Thomas Patrick Bryson | Hybrid wind and solar energy device |
US9774198B2 (en) * | 2010-11-08 | 2017-09-26 | Brandon Culver | Wind and solar powered heat trace with homeostatic control |
CN102185526A (zh) * | 2011-04-24 | 2011-09-14 | 薛建仁 | 新型的准并网风光电互补电站 |
DE102011081795A1 (de) * | 2011-08-30 | 2013-02-28 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage |
JP3172855U (ja) * | 2011-10-25 | 2012-01-12 | 株式会社ホットプラン | 電力供給装置及びそれを使用した電力供給システム |
DE102012204239A1 (de) | 2012-03-16 | 2013-09-19 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zum Steuern einer Windenergieanlage |
US8847425B2 (en) * | 2012-04-04 | 2014-09-30 | Donnie E. JORDAN, SR. | Hybrid energy harvesting device and fixed threshold power production |
US10094361B2 (en) * | 2012-09-13 | 2018-10-09 | Jaime Miguel Bardia | Method and apparatus that generates electricity from a wind turbine equipped with self-cleaning photovoltaic panels |
JP5951424B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2016-07-13 | 株式会社東芝 | 風力発電システム |
EP2907219B1 (en) * | 2012-10-09 | 2018-05-23 | Cleantek Industries Inc. | Hybrid power source lighting and energy system for operation in harsh and/or remote locations |
CN104885322B (zh) | 2013-01-30 | 2018-03-06 | 艾思玛太阳能技术股份公司 | 用于通过共同连接到dc/ac转换器的直流电压输入端的多个直流电源进行功率分配的方法和逆变器 |
DE102013101099A1 (de) * | 2013-02-04 | 2014-08-21 | In.Power Gmbh | Verfahren zum Betrieb von fluktuierenden Energieerzeugungsanlagen zur Bereitstellung von Regelleistung |
DE102013203540A1 (de) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | Senvion Se | Windenergieanlagen mit verbesserter Leistungsreservenbereithaltung |
CN103227508B (zh) * | 2013-04-18 | 2015-09-09 | 内蒙古电力勘测设计院有限责任公司 | 风光储综合控制***和方法 |
US9280797B2 (en) * | 2013-09-19 | 2016-03-08 | General Electric Company | System and method to minimize grid spinning reserve losses by pre-emptively sequencing power generation equipment to offset solar generation capacity based on geospatial regional solar and cloud conditions |
CN104682420A (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 西安博昱新能源有限公司 | 一种家庭发电及其并网*** |
DE102014101809B4 (de) * | 2014-02-13 | 2020-02-20 | Skytron Energy Gmbh | Verfahren zur Steuerung einer regenerativen Energieerzeugungsanlage und Regenerative Energieerzeugungsanlage |
US9562518B2 (en) * | 2014-04-29 | 2017-02-07 | Lilu Energy, Inc. | Mountable wind turbine |
US9859839B2 (en) * | 2014-08-29 | 2018-01-02 | Marcio Pugina | Combined solar and wind power generation |
US20160108893A1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Pete Agtuca | Portable Multiple Source Electrical Power Unit |
CN205039611U (zh) * | 2015-09-10 | 2016-02-17 | 国家电网公司 | 风能与太阳能互补发电*** |
RU162099U1 (ru) * | 2015-10-08 | 2016-05-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Управление и Финансирование" | Гибридная автономная контейнерная электростанция |
DE102016101469A1 (de) * | 2016-01-27 | 2017-07-27 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz |
DE102016108394A1 (de) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | Wobben Properties Gmbh | Verfahren zur Kompensation von einzuspeisenden Strömen eines Windparks |
-
2016
- 2016-08-19 DE DE102016115431.8A patent/DE102016115431A1/de active Pending
-
2017
- 2017-08-21 CN CN201780050713.0A patent/CN109642545A/zh active Pending
- 2017-08-21 RU RU2019106999A patent/RU2717172C1/ru active
- 2017-08-21 BR BR112019003190A patent/BR112019003190A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2017-08-21 EP EP23184669.2A patent/EP4249748A3/de active Pending
- 2017-08-21 CA CA3032468A patent/CA3032468C/en active Active
- 2017-08-21 JP JP2019510273A patent/JP6882452B2/ja active Active
- 2017-08-21 KR KR1020197007955A patent/KR20190039295A/ko not_active Application Discontinuation
- 2017-08-21 US US16/326,574 patent/US10683846B2/en active Active
- 2017-08-21 WO PCT/EP2017/071017 patent/WO2018033646A1/de unknown
- 2017-08-21 ES ES17755178T patent/ES2954931T3/es active Active
- 2017-08-21 EP EP17755178.5A patent/EP3500753B1/de active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10683846B2 (en) | 2020-06-16 |
CA3032468A1 (en) | 2018-02-22 |
EP3500753A1 (de) | 2019-06-26 |
EP3500753C0 (de) | 2023-07-12 |
KR20190039295A (ko) | 2019-04-10 |
JP2019528667A (ja) | 2019-10-10 |
DE102016115431A1 (de) | 2018-02-22 |
EP4249748A3 (de) | 2023-12-20 |
BR112019003190A2 (pt) | 2019-06-18 |
EP4249748A2 (de) | 2023-09-27 |
CA3032468C (en) | 2021-04-20 |
EP3500753B1 (de) | 2023-07-12 |
ES2954931T3 (es) | 2023-11-27 |
CN109642545A (zh) | 2019-04-16 |
WO2018033646A1 (de) | 2018-02-22 |
US20190211803A1 (en) | 2019-07-11 |
RU2717172C1 (ru) | 2020-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6882452B2 (ja) | 風力タービンの制御方法 | |
US11448187B2 (en) | Power system and method for operating a wind power system with a dispatching algorithm | |
EP2847458B1 (en) | Wind power plant frequency control | |
CN106537717B (zh) | 用于控制风力发电厂的方法、风力发电厂***和存储介质 | |
EP2360375B1 (en) | Method for operating a power dissipating unit in a wind turbine | |
US9506454B2 (en) | Systems and methods for regulating wind turbines | |
JP5714563B2 (ja) | 風力タービンを動作させるための方法 | |
US9222466B2 (en) | Wind-power production with reduced power fluctuations | |
KR101642619B1 (ko) | 풍력 에너지 설비의 작동 방법 | |
EP3004634B1 (en) | Wind power plant controller | |
EP2847844B1 (en) | Method for coordinating frequency control characteristics between conventional plants and wind power plants | |
RU2649868C2 (ru) | Способ управления ветроэнергетическими установками | |
Wagner et al. | Operation and control of wind energy converters | |
US20220393477A1 (en) | Auxiliary power system control in hybrid power plants | |
Ahmed et al. | Pitch angle control of a grid connected wind turbine | |
Okada et al. | SMOOTHING OF WIND POWER OUTPUT BY INERTIAL ENERGY INTERCHANGE BETWEEN WINDMILLS | |
AU2014200885A1 (en) | Method for operating a wind turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190306 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200428 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200616 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200901 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210420 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210506 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6882452 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |