[发明专利]风能设备和用于运行风能设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制风能设备的方法以及一种相应的风能设备。

背景技术

风能设备一般而言是已知的，并且用于从风中获取动能并且转换为电能，以便将这种电能输入到电网中。在此现今风能设备的任务也在于支持电网，风能设备输入到所述电网中。

因此例如在来自于2000年（公开日为2001年11月22日）的德国专利申请DE10022974A1中描述了一种依赖于频率的功率调控。相应地提出，随着上升的电网频率，一旦电网频率已超出极限值，那么风能设备输入电网中的功率降低。

因此考虑电网情况，其中存在能量过剩，这由于大型发电厂的行为导致频率上升，所述频率上升记载于根据所提到的公开出版物DE10022974A1的发明。

在能量供不应求或电网中提高的能量需求的情况下，产生频率下降，对于所述频率下降理想上能够以提高输入的功率作为反应。但是通过风能设备来满足提高输入的功率是困难的，因为风能设备已经以最佳的方式输入可从风中获取的最大功率。但是为了实现至少短期的功率提高，例如根据德国专利申请DE102009014012A1所提出的，在使用存储在转子-发电机系统的转动惯量中的转动能量的条件下执行短期的功率提高。但是这样的方法依赖于存储在转子-发电机系统中的转动能量。

作为其它的现有技术，在这一点上一般而言参阅：DE10341504A1，WO2011/000531A2以及WO2005/025026A1。

发明内容

因此本发明的目的在于，消除或降低至少一个在上文中所提到的问题。特别地，应提出一种解决方案，所述解决方案提出支持电网的一种改善的可能性。至少应提出一种可替选的解决方案。

根据本发明提出一种根据权利要求1所述的方法。

相应地提出一种用于控制连接在电网上的风能设备的方法，所述风能设备具有发电机和空气动力学的转子，所述转子具有可调节的转速。空气动力学的转子与电动力学的转子不同之处在于，所述电动力学的转子是发电机的部件。发电机并且因此风能设备总的来说是一种类型，在该类型中转速是可调节的。转速因此不是固定地与电网的频率耦合，而是能够不依赖于这个电网来调节，所述电网也能够同义地被称为电网系统。

这样的风能设备能够并且通常关于各个当前存在的风力条件在最佳的运行点中运行。当前存在的风力条件特别是与当前存在的风速有关，这在下文中简化地看作当前存在的风力条件的单个特征。在现实中，可能需要考虑其它的条件例如风的阵风性或者也需要考虑空气的密度，这在这里为了简化就忽视了。因此基本上各个风速可分配有最佳的运行点。在此这样地理解最佳的运行点，在所述最佳的运行点中风能设备从风中获取尽可能多的能量并且输入到电网中，但是其中同时需要考虑边缘条件特别是如运行点的稳定性以及设备负荷特别是也如设备的磨损。这样的最佳的运行点——这接下来对于描述是足够的——特别通过相应的最佳的转速和最佳的功率输出来表示。功率输出在这里涉及这样的功率，即被输入到电网中的功率。这样的功率，即在这里由发电机输出的功率，能够是较高的，因为从这个功率中例如扣除损耗。

虽然这样的最佳的运行点对于基本上各种风速对于相应的设备而言存在有最佳的转速，但是根据本本发明提出对于过渡时期不在最佳的运行点中运行风能设备，其中在这个非最佳的运行点中的转速，也就是说非最佳的转速，大于当前存在的风速的最佳的运行点的最佳的转速。

特别地在如下情况中提出这样的具有较高的转速的运行，即当风能设备应将附加的有效功率输入到电网中是所期望的或者是非常可能的时，所述附加的有效功率即超出有效功率的附加的有效功率，所述有效功率当前能够根据存在的风力条件也就是说特别是风速，被输入到电网中。对于这种情况，也就是说特别是对于过渡时期，风能设备以较高的转速运行，因此更多的动能不仅被存储在空气动力学的转子中而且被存储在发电机的电动力学的转子中。过渡时期基本上例如能够持续10至30秒，2至10分钟或者也能够持续1至5小时或者1至5天。在这里分别依赖于情况来决定，在非最佳的运行点中的运行在过渡时期的相应的长度内被保证多久。基本上风能设备也能够持久地在非最佳的运行点中以提高的转速来运行。当然这对风能设备产生不利的效果，使得在非最佳的运行点上的这样的持久的运行可能是不合比例的。但是在这技术上是可能的。