[发明专利]用于运行风能装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行风能装置的方法，该风能装置具有：为电网提供电能的发电机装置，其中发电机装置包括定子；以及用于控制发电机装置的控制装置，其中至少通过第一测量装置测量发电机装置的定子电压并且至少通过第二测量装置测量提供到电网上的电网电流。本发明还涉及一种计算机程序以及一种计算机程序产品，都用于执行采用处理器的方法，本发明还涉及一种风能装置的发电机装置的控制装置及一种风能装置。

背景技术

在现有技术中始终希望，风能装置的有效功率最佳化的输出到电网上并且避免损伤到电网及风能装置。特别是在电压干扰时，由风能装置输出的有效功率会超过可最大输出到电网上的有效功率。这将会导致风能装置的发电机装置不稳定。如果发电机装置不稳定则会造成，风能装置必须关闭，以避免风能装置受到损害。

EP 1 040 564 B1公开了一种用于运行风能装置的方法，其用于避免电网电压不合理的波动，从而能防止风能装置在不利情况下的去激活。在此，风能装置包括用于吸收处于电网上电压的电压吸收器。当电网电压大于或小于预设的电网电压时，风能装置在电网上不启动功率输送。然而，这种用于运行风能装置的方法的缺点在于，该方法能够保护电网，但不能对风能装置形成保护。同样不令人满意的是，在电网电压强烈波动时也要无功率输出地运行，同时不能够保证对风能装置的足够保护。

发明内容

基于这样的现有技术，本发明的目的在于提出一种开头所述类型的用于运行风能装置的方法，即在电网电压波动时确保风能装置的有效运行，并且同时能够在无需关闭风能装置的条件下实现风能装置的有效保护而不受损害。

根据本发明的第一方案，上述目的通过一种开头所述类型的方法以此实现，即利用电网模型至少根据定子电压和电网电流确定电网电压，通过所确定的电网电压及在定子电压和电网电压之间预设的最大相角确定风能装置的可最大输出的有效功率，并且被输出的有效功率根据所确定的可最大输出的有效功率和由控制装置预设的额定有效功率来调节。

相对于已知的方法，根据本发明的方法的目的在于，为风能装置提供保护，其中避免了风能装置的这些不稳定的状态。通过确定出电网电压并通过定子电压和电网电压之间可预设的最大相角能够确定出通过发电机装置可输出到电网上的最大有效功率，该有效功率还能够实现风能装置的稳定运行。因此，实际输出的有效功率可以根据可最大输出的有效功率来调节并能够避免极端运行情况，而不必要求风能装置进行空转运行或去激活。

根据本发明的第一设计方案，所确定的可最大输出的有效功率与预设的额定有效功率进行比较，并且在可最大输出的有效功率超过额定有效功率时额定有效功率被限定为可最大输出的有效功率。否则，额定有效功率被输出到电网上。众所周知，当在较小的可最大输出的有效功率中，输出的额定有效功率被限定为可最大输出的有效功率时，则能够特别容易避免由电网中电压降引发的不稳定的运行情况。通过降低实际上输出的有效功率可以避免发动机装置的不理想的提速。另外，风能装置可以在稳定的工作点上运行并且可以避免风能装置的去激活。

此外，根据本发明的另一实施例，可最大输出的有效功率被持续地、周期性地和/或一次性地确定。在功率几乎恒定且不可能出现电压干扰的电网上，可最大输出的有效功率一次性地，例如在风能装置的调试阶段被确定出。由此可以降低为确定出可最大输出的有效功率的计算成本。更高的安全性要求可以通过周期性地，或者如必要的话持续性地确定出可最大输出的有效功率，以便于也能够合理地反应出相对突然的电压干扰，并且尤其是可以输出的额定有效功率足够快速地限制到可最大输出的有效功率上。

根据本发明方法的又一设计方案，用于确定出可最大输出的有效功率的电网电压可以通过定子电压、电网电流和电网阻抗计算出。通过运用这些确定电网电压的参数能够以简单的方式确定出电网电压，而无需其他的电网电压测量条件，这些测量条件会提高成本。

为了获得电网阻抗的准确数值，电网阻抗可以通过至少两个不同时间点上测量出的定子电压以及至少两个不同时间点上测量出的电网电流计算出。确定出包括真实部分及虚拟部分的电网阻抗可以通过定子电压和电网电流的两次测量以简单的方式根据从中得出的两个方程式实现。在控制装置中可以设置，用于测量的合适的测量装置以及用于确定出电网阻抗的合适的处理装置。