[发明专利]用于确定风电场的可用功率的方法和相关的风电场

说明书

本发明涉及一种用于确定风电场(112)的可用功率的方法，其中所述风电场包括多个具有转子(106)的风能设施(100)，所述转子具有在其叶片角方面可调节的转子叶片(108)。此外本发明涉及一种风电场(112)，所述风电场设立为用于执行用于确定可用功率的方法。所述方法包括：提供阴影矩阵(200)，所述阴影矩阵根据至少一个风速和风向以及风电场节流利用风电场尾流模型来确定所述风电场(112)中的每个风能设施(100)的至少一个有效风速。根据本发明的方法能够实现，即使在所述风电场(112)以节流的功率运行时，也能够准确地确定有效功率。

技术领域

本发明涉及一种用于确定风电场的可用功率的方法。本发明还涉及一种风电场，所述风电场设立为用于执行用于确定可用功率的方法。

背景技术

风能设施是已知的并且借助所述风能设施从风中产生电功率，并且将其馈入供电网络中。要馈送的电功率在此出于不同的原因会波动，例如受制于电网会要求节流。

因此，电网运营商和设施运营商越来越多地需要，所述设施确定所谓的“可用功率”，所述可用功率也可以称为“P可用”。而电网运营商通常对电网中有何种调节储备可用感兴趣，运营商首要感兴趣的是，因不同的限制损失了多少收益。然而，如果设施例如由于技术问题而必须受限地运行并且所述电网运营商不能要求在风中可用的功率，那么仅知道在风中含有的功率对于电网运营商无帮助。

但是电网运营商对于在风中包含多少功率以及他因设施的限制损失多少收益感兴趣。在此，于是又出现问题：谁对这些不同的、可能的限制负责，在所述限制中可识别高达28个或更多个，并且收益损失的何种份额由哪些限制承担，即谁必须以何种份额负担所产生的费用。

为了支付备用功率或者即使在因电网引起的功率降低的情况下，不仅对于各个设施而且对于整个风电场而言，越来越频繁地要求“P-可用”信号。在功率降低的情况下，与未减小的情况相比，提高的风速作用于其它设施之后的风能设施。因此，基于测量到的风速估计“P-可用”会导致高估可用的电场功率，因为没有考虑风电场效应。

发明内容

因此，本发明所基于的目的是，即使用节流的功率运行风电场，也能够准确地确定的风电场的可用功率。

所述目的根据本发明通过根据权利要求1所述的方法来实现。在从属权利要求中给出优选的实施形式。

因此，提供一种用于确定风电场的可用功率的方法，其中所述风电场包括具有转子的多个风能设施，所述转子具有在其叶片角方面可调节的转子叶片。所述方法包括：提供或使用阴影矩阵，所述阴影矩阵根据至少一个风速和风向以及风电场节流利用风电场尾流模型来确定风电场中的每个所述风能设施的至少一个有效风速。所述方法基于有效风速确定风电场的可用功率。

以这种形式定义的阴影矩阵能够以有利的方式实现考虑下述风电场效应，所述风电场效应至今为止引起高估可用风电场功率。根据风速和风向以及风电场节流，能够确定风电场中相应的风能设施的有效风速，所述有效风速说明：在风电场未以节流方式运行的情况下应为所述设施提供何种风速。因此，基于阴影矩阵能够以有利的方式确定在无节流的风电场中减小的风速，称为有效风速。然后，能够基于各个设施的有效风速借助于替选的方法针对整个风电场确定可用功率。

对于不同的风速和风向在考虑风电场尾流模型的情况下预先计算遮蔽的效果，所述遮蔽的效果被称为阴影矩阵并且例如能够作为表格或作为矩阵保持在各自的风能设施或风电场控制装置中。由于为了确定有效风速能够借助阴影矩阵仅查找预先计算的值，因此在提供风电场的可用功率的时间点省去对尾流效应的耗时模拟。因此，风电场的可用功率能够基本上不延时地提供。

在风电场控制装置或单独的风能设施的控制装置上对于该方法提供阴影矩阵并且将其直接用于计算。替选地或附加地，阴影矩阵为了计算而使用其它相关的变量，如参考其它实施形式所描述的那样，而不必为了确定可用功率立即提供阴影矩阵。