(57)【要約】  本発明は、ネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給するウインドファームであって、少なくとも１つの風力発電設備であり、変調済み補償成分を有する補償部分電流を生成するために、補償風力発電設備として設計されており且つ能動補償ユニットを備えており、補償成分が能動補償ユニットによって変調されている、該少なくとも１つの風力発電設備と、変調済み補償成分なしの非補償部分電流を生成するように、補償なしの風力発電設備として設計されている少なくとも１つの別の風力発電設備とを備えており、１つ又は複数の補償部分電流と１つ又は複数の非補償部分電流とが重畳されることによって、風力発電設備を互いに接続するファームネットワークに給電される総合電流が形成されて、１つ又は複数の補償部分電流は、ファームネットワーク内、ファームネットワークとネットワーク接続ポイントとの間のセクション内、又は、電気供給ネットワーク内、の参照ポイントに給電される総合電流が、現在生じている参照電流又は現在生じている参照電圧に影響を及ぼすことによって、参照電流についての規定電流形態又は参照電圧についての規定電圧形態を実現するように生成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給するウインドファームであって、
少なくとも１つの風力発電設備であり、変調済み補償成分を有する補償部分電流を生成するために、補償風力発電設備として設計されており且つ能動補償ユニットを備えており、前記補償成分が前記能動補償ユニットによって変調されている、前記少なくとも１つの風力発電設備と、
変調済み補償成分なしの非補償部分電流を生成するように、補償なしの風力発電設備として、設計されている少なくとも１つの別の風力発電設備と、
を備えており、
１つ又は複数の前記補償部分電流と１つまたは複数の前記非補償部分電流とが重畳されることによって、前記風力発電設備を互いに接続するファームネットワークに供給される総合電流が形成されて、
１つ又は複数の前記補償部分電流は、前記ファームネットワーク内、前記ファームネットワークと前記ネットワーク接続ポイントとの間のセクション内、又は、前記電気供給ネットワーク内、の参照ポイントに供給される前記総合電流が、現在生じている参照電流又は現在生じている参照電圧に影響を及ぼすことによって、前記参照電流についての規定の電流形態又は前記参照電圧についての規定の電圧形態を実現するように、生成されているウインドファーム。
【請求項２】
前記参照電流の高調波又は前記参照電圧の高調波を検出する検出手段を更に備えており、前記高調波が前記参照ポイントに生じ、前記能動補償ユニットが、前記参照ポイントに生じる前記高調波が補償される、又は、少なくとも低減される、又は、最小化されるように、前記参照ポイントに生じる前記検出された高調波に従って、前記変調済み補償成分を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のウインドファーム。
【請求項３】
前記ウインドファームがちょうど１つの補償風力発電設備を備えている、あるいは、
前記ウインドファームが、少なくとも１つのサブネットワークを備えており、該少なくとも１つのサブネットワークがちょうど１つの補償風力発電設備を備えている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のウインドファーム。
【請求項４】
電気供給ネットワークへの供給用電力を生成する風力発電設備であって、該風力発電設備が、変調済み補償成分を有する補償部分電流を生成するために能動補償ユニットを備えており、前記補償成分が、前記参照ポイントにおいて参照電流のセットポイント電流形態又は参照電圧のセットポイント電圧形態が実現されるように前記能動補償ユニットによって変調されており、前記風力発電設備が、請求項１〜３のいずれか一項に記載のウインドファームの補償風力発電設備として機能するように構成されている風力発電設備。
【請求項５】
前記参照電流の高調波又は前記参照電圧の高調波を検出する検出手段を更に備えており、前記高調波が前記参照ポイントに生じ、前記能動補償ユニットが、前記参照ポイントに生じる前記高調波が補償される、又は、少なくとも低減される、又は、最小化されるように、前記参照ポイントに生じる前記検出された高調波に応じて前記補償成分を変調するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の風力発電設備。
【請求項６】
前記能動補償ユニットが前記風力発電設備の低電圧側に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の風力発電設備。
【請求項７】
ウインドファームによってネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給する方法であって、
参照ポイントにおいて、前記総合電流に依存する参照電流又は前記総合電流に依存する参照電圧を検出するステップと、
第１の風力発電設備によって前記総合電流の少なくとも１つの第１の部分電流を生成するステップであり、前記第１の風力発電設備が補償風力発電設備として設計されており、且つ、能動補償ユニットを備えている該ステップと、
前記参照電流の高調波又は前記参照電圧の高調波を補償する又は低減するために、前記第１の風力発電設備の前記能動補償ユニットによって、前記少なくとも１つの第１の部分電流を補償成分で変調するステップと、
補償なしの第２の風力発電設備によって前記総合電流の少なくとも１つの第２の部分電流を生成するステップであり、生成された前記第２の部分電流が能動補償ユニットの補償成分によって変調されておらず、従って、変調済み補償成分なしの非補償部分電流が生成される該ステップと、
重畳ポイントにおいて前記少なくとも１つの第１の補償部分電流と前記少なくとも１つの第２の非補償部分電流とを重畳して、前記ネットワーク接続ポイントに供給されるべき前記総合電流を形成するステップと、
を備えている方法。
【請求項８】
高調波セットポイント値が前記高調波の補償又は低減のために規定されて、変調済み補償成分を有する前記少なくとも１つの第１の補償部分電流が前記高調波セットポイント値に応じて生成され、その際、特に、前記高調波セットポイント値が、該生成についての参照変数を形成しており、特に前記参照ポイント以外の位置について、前記少なくとも１つの補償部分電流の高調波を規定するために、又は、重畳された前記総合電流の総合高調波を規定するために、前記参照変数を形成していることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
状態オブザーバが使用されて前記参照ポイントにおける高調波を検出し、
前記状態オブザーバが、前記参照ポイントにおける高調波から前記少なくとも１つの第１の補償部分電流によって実施された補償分を差し引いたものを非補償済み高調波として検出し、
前記非補償済み高調波が、変調済み補償成分を有する前記少なくとも１つの第１の補償部分電流を生成する際に考慮されることを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記参照ポイントが前記ネットワーク接続ポイントであることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１１】
前記参照ポイントが前記ウインドファームの外側に配置されており、特に、参照電圧が検出され、前記方法が、
前記参照ポイントにおいて検出された高調波に応じて高調波セットポイント値を特定するステップと、
特定された前記高調波セットポイント値に応じて前記能動補償ユニットを制御することによって、前記高調波セットポイント値に応じた高調波を生成して、供給されるべき前記総合電流がそれに対応する高調波を有するように、変調済み補償成分を有する前記少なくとも１つの第１の部分電流を生成するステップと、
を更に備えていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１２】
前記参照ポイントにおける高調波が、特に、第５、第７、第１１、第１３、第１７及び／又は第１９高調波について、限度値を超えているか否かを判定する検査が実施されて、前記参照ポイントにおける高調波が少なくとも１つの限度値を超えている場合にのみ、前記少なくとも１つの変調済み補償成分が前記第１の部分電流上に選択的に変調されることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１３】
前記参照ポイントにおける高調波についての検査には発散分析が含まれており、発散が確認された場合、その発散が継続する限り、個別の前記セットポイント値が維持されることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１４】
前記総合電流が、請求項１〜３のいずれか一項に記載のウインドファームによって生成されること、及び／又は、変調済み補償成分を有する少なくとも１つの補償部分電流が、請求項４〜６のいずれか一項に記載の風力発電設備によって生成されること、を特徴とする請求項７〜１３のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１５】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の風力発電設備の能動補償ユニットによって部分電流の少なくとも１つの変調済み補償成分を生成する方法であって、前記能動補償ユニットによって生成される少なくとも１つの変調されるべき補償成分が前記風力発電設備の低電圧側に提供されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク接続ポイントにおいて総合電流を供給ネットワークに供給するウインドファームに関する。本発明は、更に、補償風力発電設備と、そのようなウインドファームによって総合電流を供給する方法と、そのような補償風力発電設備の電流を生成する方法と、にも関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、特にウインドファームは、電気供給ネットワークに供給する交流電流を生成しており、その特徴として、各々が少なくとも１つのインバータを備えた複数の風力発電設備が、各々、部分電流を生成して、この部分電流が重畳されることによって、供給されるべき総合電流が形成されて、この総合電流が電気供給ネットワークに供給されている。そのような風力発電設備は、コンバータ結合発電機とも呼ばれている。
【０００３】
コンバータ結合発電機の部分電流は、主として、多数のインバータ、特に、縦続接続インバータによる変調方式によって生成される。
【０００４】
このような変調方式の使用の欠点は、特に、個々の部分電流が高い高調波レベルを持ち得ることである。また、この現象が、インバータの縦続接続形態によって、悪い方に増幅されて、その結果、特に、ウインドファームによって給電されるべき総合電流が電気供給ネットワークの要件を満たさなくなることがある。
【０００５】
以下、高調波とは、本質的に電流の高調波を意味していると理解されたい、また、これらの高調波は、一連の周知の分析方法によって特定できる。
【０００６】
独国特許商標庁は、本出願に関する優先権出願において、次の先行技術文献を調査した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０１／７３５１８号
【特許文献２】米国特許第８,９７１,０６６号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】"Harmonic Resonances in Wind Power Plants: Modeling, Analysis and Active Mitigation Methods" by F.D. Freijedo et al., IEEE Eindhoven PowerTech, 2015
【非特許文献２】"Harmonic Challenges and Mitigation in Large Offshore Wind Power Plants" by Dong Energy Wind Power, Harmony Symposium, August 26, 2015
【非特許文献３】"Transient Response of a Wind Energy Conversion System Used as Active Filter" by Grazia Todeschini et al., IEEE Transactions on Energy Conversion, Volume 26, No. 2, June 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、上述の問題の少なくとも１つに取り組むことが本発明の目的である。特に、その意図は、ウインドファームから給電される総合電流の高調波部分を簡単な態様で制御及び／又は補償できる解決手段を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従って、特許請求の範囲の請求項１に記載の、ネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給するウインドファームを提案する。このウインドファームは、能動補償ユニットを備えた少なくとも１つの風力発電設備と、補償なしの風力発電設備として設計されている少なくとも１つの別の風力発電設備と、を備えている。
【００１１】
この能動補償ユニットを備えた少なくとも１つの風力発電設備は、以下、補償風力発電設備とも呼称されるが、変調済み補償成分を有する補償部分電流、即ち、補償成分が能動補償ユニットによって変調された部分電流、を生成するように設計されている。この目的で、例えば、風力発電設備によって生成された電流上に補償成分を変調する能動フィルタを使用できる。従って、第１のステップで、補償風力発電設備が通常の電流を生成して、第２のステップで、この通常の電流が能動補償ユニットによって生成された補償成分で変調される。
【００１２】
上述の少なくとも１つの別の風力発電設備は、以下、補償なしの風力発電設備とも呼称されるが、補償風力発電設備の意味における能動補償ユニットを有しておらず、変調済み補償成分なしの非補償部分電流を生成するように、即ち、基本的に全く通常の態様で、設計されている。そのような非補償部分電流は、例えば、周波数インバータによって生成できる。この周波数インバータは、例えば、パルス幅変調又は許容誤差範囲方法（tolerance range method）を実施できるが、高調波成分又は補償成分が、目標とする態様で補足されて、このようにして生成された電流を形成するという意味では、非補償部分電流について更なる変調を行うことはない。いずれにしても、能動補償ユニットによって変調が実施されることはない。
【００１３】
更に、ウインドファームの風力発電設備、即ち、補償風力発電設備と補償なしの風力発電設備の両方は、共通のファームネットワークによって互いに接続されており、ウインドファームとして共通のネットワーク接続ポイントを介して供給ネットワークに給電する。従って、これらの風力発電設備によって生成された補償部分電流と非補償部分電流とは、ファームネットワーク内で重畳されて、供給されるべき共通の総合電流を形成する。
【００１４】
補償風力発電設備は、本発明に従って、変調済み部分成分を有する補償部分電流を生成するように設計されており、その際、その補償部分電流と非補償部分電流、即ち、全ての部分電流が重畳されると、供給されるべき総合電流が生成されて、その総合電流が、参照ポイントにおいて、そこに生じる参照電流を形成して、その参照電流が規定の電流形態、即ち、規定の電流を実現するように設計されている。使用の事例に従って、参照電流の代わりに、参照電圧を検討することを提案するが、その際、供給されるべき総合電流は、上述の参照電圧が規定の電圧形態、即ち、規定の電圧を実現するように、生成される。これも、補償部分電流と非補償部分電流とを重畳して、供給されるべき総合電流を形成することによって実現される。特に、電気供給ネットワーク内に配置されている参照ポイントについては、参照電流の代わりに参照電圧を検討することを提案する。この場合、電流の形態は電圧の形態よりも少なく、その一方で、ファームネットワーク内、又は、ファームネットワークとネットワーク接続ポイントとのセクション内の参照ポイントを検討する場合では、参照電流の検討が望ましい。
【００１５】
参照電流に関係する実施形態と効果とについての以下の説明は、参照電圧にも同様に当てはまる。
【００１６】
この場合、既存のウインドファームの風力発電設備に能動フィルタを容易に後付けでき、それによって、そのウインドファーム全体の供給されるべき電流の品質を高めることができるということは、特に有益である。
【００１７】
この目的のために、参照ポイントは、ファームネットワーク自体の内に、ファームネットワークとネットワーク接続ポイントとの間に、あるいは、供給ネットワーク内に、配置できる。
【００１８】
このウインドファームは、望ましくは、参照電流の高調波を検出する検出手段を備えており、これらの高調波は参照ポイントに生じ、能動補償ユニットは、参照ポイントに生じる参照電流の高調波又は参照電圧の高調波が補償される又は少なくとも低減される又は最小化されるように、参照ポイントに生じる検出された参照電流の高調波に応じて、変調済み補償成分を生成するように構成されている。
【００１９】
この検出手段は、特に、参照ポイントに生じている高調波を検出して、それらの高調波を能動補償ユニットに伝達するように構成されている。これは、直接でも間接的にでも、及び／又は、ケーブル又は無線などによって実施できる。この検出手段は、更に、測定手段としてでも、測定受信機としてでも設計できる。
【００２０】
能動補償ユニットは、参照ポイントにおける高調波が補償される、又は、少なくとも低減される、又は、最小化されるように、望ましくは、検出された高調波に応じて、変調済み補償成分を生成する。例えば、ネットワーク接続ポイントは、補償風力発電設備が、ネットワーク接続ポイントにおける、供給されるべき総合電流の高調波を最小化する、又は、最良の場合、完全に除去するように、参照ポイントとして選択できる。その場合、ウインドファームは、実質的に高調波なしで供給ネットワークに供給する。能動補償ユニットを有する１つの風力発電設備又は少しの風力発電設備が、事実上、ウインドファームの高調波の全てを除去できることは、特に有益である。
【００２１】
ウインドファームは、ちょうど１つの補償風力発電設備を備えている、あるいは、ウインドファームは、少なくとも１つのサブネットワークを備えており、この少なくとも１つのサブネットワークがちょうど１つの補償風力発電設備を備えていることが望ましい。
【００２２】
それ故、補償風力発電設備の数は、ウインドファームの電力に適合させる。特に、上述の実施形態のいずれか１つに従って高調波を補償するために、補償風力発電設備は、例えば１：５より大きい、特に１：１０より大きい比率である多数の補償なしの風力発電設備の高調波を補償するように構成されている。もしウインドファームが１０台よりも多くの風力発電設備を備えているならば、それらを複数のサブネットワークに小分けして、その際、本発明に従うウインドファームが、望ましくは、サブネットワーク毎にちょうど１つの補償風力発電設備を備えているように小分することを提案する。特に、この高調波の補償において、必要な補償風力発電設備の数はほんの少しだけである。
【００２３】
本発明に従って、特許請求の範囲の請求項５に記載の、電気供給システムに供給する電力を生成する風力発電設備を更に提案する。これは、上述及び後述の如く、補償風力発電設備と呼称する。この補償風力発電設備は、変調済み補償成分を有する補償部分電流を生成するために能動補償ユニット、特に能動フィルタを備えており、この補償成分は、参照ポイントにおいて、参照電流のセットポイント電流形態が実現される、即ち、生成されるように能動補償ユニットによって変調されている。従って、本発明に従うこの風力発電設備は、少なくとも１つの実施形態に従って、上述及び後述のウインドファームの補償風力発電設備として機能するように構成されている。
【００２４】
この補償風力発電設備は、更に、通常の部分電流を生成する通常の風力発電設備として、例えば、同期発電機とフルコンバータとを有するトランスミッションなしの（ギヤレスの）風力発電設備として設計されている。更に、この補償風力発電設備は、上述の通常の部分電流を補償成分で変調する能動補償ユニットを有する。従って、この変調は、能動補償ユニットによって実施される。この場合、この通常の部分電流は、一実施形態に従って、このように補償成分によって、参照ポイントにおける参照電流が個別のセットポイント電流形態に到達するように変調される。
【００２５】
望ましくは、参照電流の高調波を検出する検出手段が設けられており、それらの高調波は参照ポイントに生じ、能動補償ユニットは、参照ポイントに生じる参照電流又は参照電圧の高調波が補償される、又は、少なくとも低減される、又は、最小化されるように、参照ポイントに生じる参照電流又は参照電圧の検出された高調波に応じて、補償成分で変調するように構成されている。
【００２６】
従って、補償風力発電設備の能動補償ユニットは、検出手段によって参照ポイントにおける高調波を検出するように構成されている。この場合、この検出手段は、能動補償ユニットの又は補償風力発電設備の構成部分とすることもできる。
【００２７】
更に、能動補償ユニットは、参照ポイントに生じる参照電流の高調波が補償される、又は、最小化されるように、補償成分によって、補償風力発電設備の高調波を変調するように構成されていることが望ましい。
【００２８】
能動補償ユニットは、風力発電設備の低電圧側に配置されていることが望ましい。
【００２９】
補償風力発電設備の能動補償ユニットは、例えば、能動フィルタとして、風力発電設備の低電圧側に配置されている。この低電圧側は、通常、１ｋＶ未満の定格電圧を有する風力発電設備の１次側に位置している。従って、その場合、風力発電設備は、例えば、１０ｋＶ又は２０ｋＶの定格電圧を有する供給ネットワーク又はファームネットワークに変成器を介して接続されている。従って、風力発電設備は変成器を介してファームネットワークに接続されており、能動補償ユニットはその変成器の１次側に配置されている。
【００３０】
本発明に従って、更に、ウインドファームによって、ネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給する方法を提案する。本発明に従う方法は、参照ポイントにおいて総合電流に依存する参照電流を検出するステップと、第１の風力発電設備によって総合電流の少なくとも１つの第１の部分電流を生成するステップであり、第１の風力発電設備が補償風力発電設備として設計されており且つ能動補償ユニットを備えている該ステップと、参照電流の高調波又は参照電圧の高調波を補償する又は低減するために、第１の風力発電設備の能動補償ユニットによって、少なくとも１つの第１の部分電流を補償成分で変調するステップと、補償なしの第２の風力発電設備によって総合電流の少なくとも１つの第２の部分電流を生成するステップであり、生成された第２の部分電流が能動補償ユニットの補償成分によって変調されておらず、従って、変調済み補償成分なしの非補償部分電流が生成される該ステップと、重畳ポイントにおいて少なくとも１つの第１の補償部分電流と少なくとも１つの第２の非補償部分電流とを重畳して、ネットワーク接続ポイントに供給されるべき総合電流を形成するステップと、を備えている。
【００３１】
従って、第１のステップにおいて、参照電流の高調波が、参照ポイントにおいて検出され、これは、例えば、通常の測定手段によって実施できる。ネットワーク接続ポイントが参照ポイントとして選択された場合、参照電流は、従って、供給されるべき総合電流に対応している。参照ポイントがウインドファームの外部に在る場合、参照電流は、従って、供給されるべき総合電流に、ただ部分的にだけ、依存する。参照電流は、従って、相異なる発電機の複数の供給電流と、供給されるべき総合電流の少なくとも一部分と、を含んでいる。
【００３２】
次に、第２のステップにおいて、部分電流が補償風力発電設備によって生成されて、次に、参照ポイントにおいて検出された、即ち、参照ポイントにおいて生じている高調波被が補償されるように、能動補償ユニットによって変調される。この目的のために、補償成分を用いて、能動補償ユニットによって部分電流が変調される。この場合、参照ポイントにおける電流が、補償成分を有する上述の部分電流と、補償用に変調されていない別の部分電流と、から構成されていることが考慮に入れられる。この場合、補償は、特に、事前に算定されたセットポイント値に従って、及び／又は、現在生じている高調波が最小化される、特に、除去されるように実施される。
【００３３】
従って、ここに提案する方法は、少しの補償風力発電設備によって、即ち、能動フィルタが設けられている、及び／又は、後付けられている通常の風力発電設備によって、高調波を容易に補償することを可能にする。補償ユニットを設ける必要のあるウインドファームの風力発電設備が１つだけであることが最適である。
【００３４】
一推奨実施形態において、本発明に従う方法は、フィードバックを用いる制御方法として構成されており、及び／又は、ウインドファームネットワークの分析によって最適化される。
【００３５】
高調波セットポイント値が、望ましくは、高調波の補償又は低減のために規定されて、変調済み補償成分を有する少なくとも１つの第１の補償部分電流が高調波セットポイント値に従って生成され、その際、特に、高調波セットポイント値が、該生成についての参照変数を形成しており、特に参照ポイント以外の位置について、少なくとも１つの補償部分電流の高調波を規定するために、又は、重畳された総合電流の総合高調波を規定するために参照変数を形成している。
【００３６】
高調波セットポイント値を規定することによって、重畳された総合電流を、ほぼ所望の通りに変調することが可能になる。この結果として、事実上、高調波のない総合電流と、例えば、供給ネットワークに存在している高調波を減衰させる特定の高調波のみを有する総合電流と、の両方を生成することが可能になる。この目的で、参照ポイントにおいて所望の参照電流を生成するために、高調波セットポイント値が制御の参照変数として使用される制御が用いられることが望ましい。
【００３７】
状態オブザーバが使用されて参照ポイントにおける高調波を検出し、状態オブザーバが、参照ポイントにおける高調波から少なくとも１つの第１の補償部分電流によって実施された補償分を差し引いたものを非補償済み高調波として検出し、非補償済み高調波が、変調済み補償成分を有する少なくとも１つの第１の補償部分電流を生成する際に考慮されることが望ましい。
【００３８】
これは、補償が有効に機能している時でも、即ち、理想的な場合には、補償によって、高調波がもはや参照ポイントに生じていない時でも、補償されるべき高調波が良好に検出される状況を実現できる。この場合、たとえ高調波が参照ポイントにおいて確認できなくても、補償は継続されるべきである。そのために、この補償方式は、非補償済み高調波、即ち、参照ポイントにおける高調波から少なくとも１つの第１の変調済み補償成分によって実施された補償分を差し引いたものを観測する。上述の非補償済み高調波は、状態オブザーバによって検出されることが望ましい。従って、オブザーバ又はエスティメータ（estimator：推定器）として設計されたコントローラが、その制御用に使用される。
【００３９】
参照ポイントは、ネットワーク接続ポイントであることが望ましい。
【００４０】
この結果として、本発明に従う方法を使用するウインドファームは、高調波を有しない、又は、低い高調波のみを有する供給されるべき総合電流を生成できる。これは、特に、弱いネットワークに接続されているウインドファームについて望ましい。
【００４１】
参照ポイントはウインドファームの外側に配置されていることが望ましく、ここに提案する方法は、参照ポイントにおいて検出された高調波に従って高調波セットポイント値を特定するステップと、特定された高調波セットポイント値に応じて能動補償ユニットを制御することによって、高調波セットポイント値に応じた高調波を生成し、供給されるべき総合電流がそれに対応する高調波を有するように、変調済み補償成分を有する少なくとも１つの第１の部分電流を生成するステップと、を更に備えている。
【００４２】
例えば、供給ネットワーク内の１つのノードが、参照ポイントとして選択される。これは、特に、本発明に従う方法が、参照ポイントに対して最大のインフィーダ（in-feeder：供給源）又はネットワークジェネレータ（network generator：ネットワーク発電源）であるウインドファームによって実施される場合に望ましい。高調波が参照ポイントに生じると、これらの高調波をセットポイント値に変換して補償風力発電設備に送ることができる。次に、補償風力発電設備を有するウインドファームは、このウインドファームのネットワーク接続ポイントにおいて個別の高調波を生成する。このようにして生成された総合電流は、次に、供給ネットワークに供給されて、高調波、即ち、特に電圧高調波が参照ポイントにおいて補償され、供給ネットワークが安定化されるように重畳される。
【００４３】
望ましくは、参照ポイントにおける高調波が、特に、第５、第７、第１１、第１３、第１７及び／又は第１９高調波について、限度値を超えているか否かを判定する検査が実施されて、参照ポイントにおける高調波が少なくとも１つの限度値を超えている場合にのみ、少なくとも１つの変調済み補償成分で第１の部分電流が選択的に変調される。
【００４４】
この一実施形態に従えば、高調波は、個別の限度値を超えた時にのみ確認され、本方法が実施される。高調波が限度値を超えた時にのみ、補償が開始されて補償成分で変調される。従って、能動補償ユニットは、場合によっては停止している。このような手法は、特に、補償風力発電設備、ウインドファーム及び／又は供給ネットワークにおいて発振を防止するのに良く適している。
【００４５】
特に望ましい一実施形態において、第５、第７、第１１、第１３、第１７及び／又は第１９高調波が限度値を超えているか否かを判定する検査が実施される。従って、参照ポイントにおける品質を向上させるために、１つ又は複数の検査基準が、目標とする態様で選択される。これらの第５、第７、第１１、第１３、第１７及び／又は第１９高調波は、ここでは特に良く適しており、その理由は、これらの高調波が高位のインバータによって生成されることが多々あり、これらのインバータの数が、分散化発電機の増加と共に着々と増加しており、今後も増加し続けるからである。従って、本方法は、特にインバータ優勢の供給ネットワークに良く適している。
【００４６】
参照ポイントにおける高調波についての検査には発散分析が含まれており、発散が確認された場合、その発散が継続する限り、個別のセットポイント値が維持される。即ち、値が発散して発振を示しているか否かを判定する検査が実施される。
【００４７】
ネットワークの発振が生じた場合には、特に高調波が生じた場合には、セットポイント値はもはや能動補償ユニットに伝達されずに、能動フィルタによる変調が調整されることを提案する。従って、供給ネットワークが不安定になる恐れがある時には、高調波を補償する本方法は停止される。従って、本発明に従う方法は、発振する傾向を有する小さな分散化供給ネットワークにも使用できる。
【００４８】
総合電流が上述の少なくとも１つの実施形態に従うウインドファームによって生成されること、及び／又は、少なくとも１つの変調済み部分電流が上述の少なくとも１つの風力発電設備の実施形態に従う風力発電設備によって生成されること、が望ましい。
【００４９】
本発明に従って、本発明に従う、特に、上述の少なくとも１つの風力発電設備の実施形態に従う風力発電設備の能動補償ユニットによって少なくとも１つの補償成分を生成する方法であって、能動補償ユニットによって変調された部分電流がその風力発電設備の低電圧側に提供される該方法も提案する。
【００５０】
以下では、添付図面を参照し、本発明を、代表的な実施形態に基づいて、例示しつつ更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１ａ】風力発電設備の概略的な図を示す図である。
【図１ｂ】従来のウインドファームを概略的に示す図である。
【図２】本発明に従うウインドファームの一実施形態を示す図である。
【図３ａ】参照ポイントがネットワーク接続ポイントである、本発明に従うウインドファームの一推奨実施形態を示す図である。
【図３ｂ】参照ポイントがネットワーク接続ポイントである、本発明に従うウインドファームの一推奨実施形態の高調波の概略的な説明図を示す図である。
【図４ａ】参照ポイントが供給ネットワーク内に配置されている、本発明に従うウインドファームの特に望ましい一実施形態を示す図である。
【図４ｂ】参照ポイントが供給ネットワーク内に配置されている、本発明に従うウインドファームの一推奨実施形態の高調波の概略的な説明図を示す図である。
【図５】本発明に従う方法の方法順序を示す図である。
【図６】一推奨実施形態における、本発明に従う別の方法の方法順序を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１ａは、電気供給ネットワーク、及び／又は、風力発電設備１００を備えたウインドファームのファームネットワークに供給する電力を生成する風力発電設備１００を示している。風力発電設備１００は、タワー１０２とナセル１０４を備えている。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０とを備えた空力ロータ１０６が配置されている。動作時に、ロータ１０６は、風によって回転させられることによって、ナセル１０４内の発電機を駆動する。
【００５３】
図１ｂには、一例として、発電機１１２によって電力を生成する３つの風力発電設備１００を備えている従来型ウインドファーム１５０が示されており、これらの風力発電設備１００は、同一のものであっても、あるいは、相異なるものであってもよい。これらの３つの風力発電設備１００は、ウインドファーム１５０の基本的に任意の所望の数の風力発電設備１００を表している。風力発電設備１００は、各々、自己の電力、即ち、特に生成済み電流を部分電流としてファームネットワーク１５２に供給する。この場合、ファームネットワーク１５２内の個々の風力発電設備１００のそれぞれに生成された部分電流あるいは電力は加算されて、ファーム変成器１５４とも呼称する変成器１５４に供給される。ファーム変成器１５４は、ファームネットワーク１５２の電圧を増大して、特に接続線１５６を介して電力を供給ネットワークに提供するように構成されて設けられており、接続線１５６は、ネットワーク接続ポイント１５８において、ウインドファーム１５６を電気供給ネットワーク１６０に接続している。ネットワーク接続ポイント１５８は、一般的に給電ポイント又はＰＣＣとも呼ばれており、ウインドファーム１５０が、電気供給ネットワークに接続されており、自己の電力を供給する箇所である。ネットワーク接続ポイント１５８は、オプションとして、別の変成器を備えることができる。図１ｂは、従来型のウインドファーム１５０の簡略化された説明図に過ぎず、例えば、制御システムを示していないが、制御システムは当然存在している。ファームネットワーク１５２は、上述の構成とは異なり、例えば、その特徴として、変成器が各々の風力発電設備１００の出力にも存在している、あるいは、複数の風力発電設備１００が、例えば、サブネットワークを形成しており、多数のサブネットワークがファームネットワーク１５２を形成しているように構成されていてもよい。
【００５４】
図２には、ネットワーク接続ポイント２５８において総合電流Ｃｉｎｊ′を電気供給ネットワーク２６０に供給する、本発明に従うウインドファーム２５０の一実施形態が示されている。ウインドファーム２５０は複数の風力発電設備２００ａ、２００ｂを備えており、各々の風力発電設備は総合電流Ｃｉｎｊ′のそれぞれの部分電流ＣＷｉｎｄａ、ＣＷｉｎｄｂ、ＣＷｉｎｄｃを生成する。ウインドファーム２５０の少なくとも１つの風力発電設備２００ａは、能動補償ユニット２７０を備えており、変調済み補償成分ＣＷｉｎｄａを有する補償部分電流を生成するために補償風力発電設備２００ａとして設計されており、その補償成分は、能動補償ユニット２７０によって変調される。更に、本発明に従うウインドファーム２５０は少なくとも１つの別の風力発電設備２００ｂを備えており、この風力発電設備２００ｂは、補償なしの風力発電設備２００ｂとして構成されており、変調済み補償成分を有しない非補償部分電流ＣＷｉｎｄｂを生成し、この非補償部分電流は、能動補償ユニットによる変調に関して変調されていない、即ち、変調済み補償成分を有していない。従って、この非補償部分電流としては、基本的に、正弦波電流のみが生成されるが、これは不所望にも理想的な正弦波電流からずれることがある。補償なしの風力発電設備２００ｂは、このように能動補償ユニットを備えていない。変調済み補償成分を有する補償部分電流ＣＷｉｎｄａと、変調済み補償成分を有しない非補償部分電流ＣＷｉｎｄｂとがファームネットワーク２５２内で重畳されることによって、供給されるべき総合電流Ｃｉｎｊが形成される。理想的な場合では、上述の総合電流は、ネットワーク接続ポイント２５８において電気供給ネットワーク２６０に、総合電流Ｃｉｎｊ′として損失なしに供給される。更に、ウインドファームは、通常、セクション２５６を備えており、例えば、ファームネットワーク２５２とネットワーク接続ポイント２５８との間の接続線を備えており、これは損失を招くことがある。従って、当業者は、例えば、それ相応に電流及び／又は電圧を適合させることに基づいて、そのようなセクションを考慮に入れることを認識している。
【００５５】
変調済み補償成分を有する補償部分電流ＣＷｉｎｄａは、参照電流についての規定電流形態ＣＳｅｔを実現するために、供給されるべき総合電流Ｃｉｎｊ′がこの参照電流に影響を及ぼすように生成される。この参照電流は、ファームネットワーク２５２内の、又は、ファームネットワークとネットワーク接続ポイントとの間のセクション２５６内の、又は、電気供給ネットワーク２６０内の参照ポイント２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃにおいて生じ得る。従って、変調済み補償成分を有する補償部分電流ＣＷｉｎｄａは、参照ポイント２７０ａ、２７０ｂ及び／又は２７０ｃにおいて生じる参照電流が、セットポイント電流に対応するように、特に、その電流形態に関してセットポイント電流ＣＡｃｔに対応するように生成される。
【００５６】
本発明に従うウインドファーム２５０は、更に別の風力発電設備２００ｃも備えることができ、この風力発電設備２００ｃは、例えば、補償なしの風力発電設備として構成されている。
【００５７】
更に、一推奨実施形態において、本発明に従うウインドファーム２５０の風力発電設備２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、トランスミッションなしの（ギヤレスの）風力発電設備として実施されて、フルコンバータを備えた同期発電機を備えている。
【００５８】
図３ａは、図２に示されたような本発明に従うウインドファームの一推奨実施形態３５０を示している。ウインドファーム３５０は、能動補償ユニット３７０を備えた少なくとも１つの補償風力発電設備３００ａと、補償なしの別の風力発電設備３００ｂ、３００ｃとを備えている。風力発電設備３００ａ、３００ｂ、３００ｃの各々は、それぞれ、部分電流ＣＷｉｎｄａ、ＣＷｉｎｄｂ、ＣＷｉｎｄｃを生成して、補償風力発電設備の変調されるべき補償成分ＣＷｉｎｄａは、望ましくは能動フィルタとして実施される能動補償ユニット３７０によって生成される。このようにして生成された補償部分電流と非補償部分電流とが３相ファームネットワーク３５２内で重畳されることによって、供給されるべき総合電流ＣＩｎｊ′が形成される。この供給されるべき総合電流ＣＩｎｊ′は、ウインドファーム変成器３５４と接続線３５６とを介して、ネットワーク接続ポイント３５８において電気供給ネットワーク３６０に供給される。
【００５９】
現在生じている参照電流ＣＡｃｔは、ネットワーク接続ポイント３５８において検出手段３７０ｄによって検出され、能動補償ユニット３７０に伝達される。能動補償ユニット３７０は、補償部分電流ＣＷｉｎｄａが参照電流ＣＡｃｔの高調波を最小化する、特に、補償するように補償成分を変調する。従って、定常状態において、供給されるべき総合電流ＣＩｎｊ′は、参照電流ＣＡｃｔに対応しており、該参照電流は、本質的に高調波を有していない。従って、ウインドファーム３５０は、高調波なしで供給ネットワークに供給する。
【００６０】
図３ｂは、本発明に従うウインドファームの一推奨実施形態の高調波３８０の概略的な説明図を、図３ａに従って示している。説明図を簡略化するために、最初の３つの高調波のみが、即ち、各ケースにおいてそれぞれの周波数部分の振幅が単位当たりの形式で概略的に示されている。本発明に従うウインドファームの各々の風力発電設備は、それぞれ高調波３８２ａ、３８２ｂ、３８２ｃを有する部分電流を生成する。これらの高調波は、ファームネットワークにおいて加算されて、供給されるべき総合電流が形成されるが、この総合電流は同様に高調波３８４を有している。この時、本発明に従う風力発電設備の能動補償ユニットは、高調波３８８ｂ、３８８ｃを有する非補償電流成分と、高調波３８８ａを有する補償部分電流とが重畳されると、供給されるべき総合電流が生成されて、その総合電流が最小高調波３９０を有するように補償成分を変調する。従って、本発明に従うウインドファームによって供給されるべき総合電流は、ネットワーク接続ポイントにおいて、実質的に、高調波３９０を有していない。
【００６１】
図４ａは、図２に示されたものに類似した、本発明に従うウインドファームの特に望ましい一実施形態４５０を示している。ウインドファーム４５０は、能動補償ユニット４７０を備えた少なくとも１つの補償風力発電設備４００ａと、補償なしの別の風力発電設備４００ｂ、４００ｃとを備えている。風力発電設備４００ａ、４００ｂ、４００ｃの各々は、それぞれ部分電流ＣＷｉｎｄａ、ＣＷｉｎｄｂ、ＣＷｉｎｄｃを生成して、補償風力発電設備の変調されるべき補償成分ＣＷｉｎｄａは、望ましくは能動フィルタとして実施される能動補償ユニット４７０によって生成される。このようにして生成された補償部分電流と非補償部分電流とが３相ファームネットワーク４５２内で重畳されることによって、供給されるべき総合電流ＣＩｎｊ′が形成される。この供給されるべき総合電流ＣＩｎｊ′は、ウインドファーム変成器４５４と接続線４５６とを介して、ネットワーク変成器を介して、ネットワーク接続ポイント４５８において、電気供給ネットワーク４６０に供給される。
【００６２】
現在生じている参照電圧ＣＡｃｔ又はその高調波は、供給ネットワーク内の一箇所において検出手段４７０ｃを介して検出される。補償高調波が、このようにして検出された高調波から特定されて、能動補償ユニット４７０に伝達されるセットポイント値ＣＳｅｔが特定される。能動補償ユニット４７０は、補償部分電流ＣＷｉｎｄａが参照電圧ＣＡｃｔの高調波を最小化する、特に、補償するように補償成分を変調する。従って、定常状態において、参照電圧ＣＡｃｔは、所望の電圧形態に対応している。従って、ウインドファーム４５０は、供給ネットワークにおける参照電圧の高調波が最小化されるように、供給ネットワークに幾分かの高調波を伴う目標とする態様で供給する。従って、供給ネットワーク電圧の高調波は最小化される。
【００６３】
図４ｂは、本発明に従うウインドファームの一推奨実施形態の高調波４８０の概略的な説明図を、図４ａに従って示している。説明図を簡略化するために、最初の３つの高調波のそれぞれの周波数部分の振幅のみが単位当たりの形式で概略的に示されている。本発明に従うウインドファームの各々の風力発電設備は、それぞれ高調波４８２ａ、４８２ｂ、４８２ｃを有する部分電流を生成する。これらの高調波は、ファームネットワークにおいて加算され、供給されるべき総合電流が形成されるが、この総合電流は同様に高調波４８４を有している。この時、本発明に従う風力発電設備の能動補償ユニットは、高調波４８８ｂ、４８８ｃを有する非補償部分電流と、高調波４８８ａを有する補償部分電流とが重畳されると、供給されるべき総合電流が生成されるように、具体的には、その総合電流が高調波３９０を有するように補償成分を変調する。従って、ここに提案するウインドファームから供給されるべき総合電流は、ネットワーク接続ポイントにおいて、幾分かの高調波３９０を有しており、多数の残存高調波が最小化されている。
【００６４】
図５には、本発明に従うウインドファームによってネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給するための、本発明に従う方法の概略的な方法の順序５００が示されている。
【００６５】
第１のステップ５１０で、参照電流の高調波が、参照ポイント、特に、ネットワーク接続ポイントにおいて、例えば、高調波と電流とを検出するデジタル手段によって検出される。
【００６６】
このようにして検出された高調波は、能動補償ユニット又は補償風力発電設備に伝達され、これは線５１５によって示されており、必要な場合、これらの高調波の値が求められる。
【００６７】
次のステップ５２０で、望ましくは補償風力発電設備の低電圧側に設けられた能動補償ユニットが、参照ポイントにおいて検出された高調波が少なくとも低減される、即ち、補償されるように補償成分を変調する。これは、例えば、セットポイント値を規定することによって行うこともできる。
【００６８】
卓越風の状態が絶えず変化して、且つ、供給ネットワークが変動するので、本発明に従う方法はフィードバックを用いる制御方法であり、参照電流がセットポイント電流を追跡するように構成されている。これは、図５において、破線５３１によって示されている。
【００６９】
図６には、本発明に従う方法によってネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給するための、本発明に従う別の方法の概略的な方法の順序６００が示されている。
【００７０】
第１のステップ６１０で、参照電圧の高調波が、供給ネットワーク内の参照ポイントにおいて、例えば、高調波と電圧とを検出するデジタル手段によって検出される。
【００７１】
その後、別のステップ６２０で、補償高調波が、参照ポイントにおいて検出された高調波に従って算定される。補償高調波は、特に、その他の高調波と重畳された場合に、総合高調波を少なくとも部分的に減衰させる高調波である。補償高調波の位相位置は、理想的には、補償されるべき高調波に対して１８０°位相偏移させられる。
【００７２】
次のステップ６３０で、高調波セットポイント値が、ウインドファームの風力発電設備の少なくとも１つの能動補償ユニット用に算定済み補償高調波から、この能動補償ユニットによってこの特定済み補償高調波を生成するために特定される。
【００７３】
更なるステップ６４０で、高調波セットポイント値が、上述の少なくとも１つの能動補償ユニットに伝達される。
【００７４】
更なるステップ６５０で、上述の少なくとも１つの能動補償ユニットが、次に、変調されるべき補償成分を生成して、これによって供給ネットワーク内の参照ポイントにおける高調波が少なくとも部分的に補償される。従って、ウインドファームは、ネットワーク接続ポイントにおいて供給ネットワークに、具体的にはセットポイントの規定に従う個別の高調波と共に供給する。
【００７５】
一推奨実施形態において、高調波の検出ステップ６１０には、高調波が存在するか否か、特に、所定の限度値を超えた高調波が存在するか否かの検査６１２が含まれている。この場合、特に、第５、第７、第１１、第１３、第１７及び／又は第１９高調波が観測される。このような高調波が特定された場合、補償成分の生成が選択的に実施されて、これらの高調波が補償される。供給ネットワークにおける個別の高調波が、本発明に従うウインドファームによって、目標とする態様でこのように監視されて補償される。この目的のために、このウインドファームは、目標とする態様で変調された高調波を特にネットワーク接続ポイントにおいて呈する。
【００７６】
更に、高調波についての検査には、高調波の発散分析が含まれている。本方法の実施中に高調波が減少する態様で収束する場合、本方法は、継続して実施される  Ｙ。
【００７７】
これとは対照的に、高調波の発散Ｎが確認された場合、即ち、高調波の範囲内での供給ネットワークの発振が確認された場合、算定済みセットポイント値が維持される。従って、補償成分の生成は、その最後のセットポイント値に凍結され、これは線Ｆによって示されている。
【００７８】
次に、高調波の発散は更に監視され、収束に向けて減少している高調波を確認した場合には継続させることができ、あるいは、本方法は、一定時間の間、デッドバンド（dead band）によって停止されて、次に、本方法はデッドタイム（dead time）経過後に自律的に再開する。
【００７９】
卓越風の状態が絶えず変化して、且つ、供給ネットワークが変動するので、本発明に従う方法は、フィードバックを用いる制御方法であり、参照電流がセットポイント電流を追跡するように構成されている。これは、図６において、破線６９１によって示されている。
【図１ａ】
2019516338.tif 000003
【図１ｂ】
2019516338.tif 000004
【図２】
2019516338.tif 000005
【図３ａ】
2019516338.tif 000006
【図３ｂ】
2019516338.tif 000007
【図４ａ】
2019516338.tif 000008
【図４ｂ】
2019516338.tif 000009
【図５】
2019516338.tif 000010
【図６】
2019516338.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月4日(2019.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給するウインドファームであって、
少なくとも１つの風力発電設備であり、変調済み補償成分を有する補償部分電流を生成するために、補償風力発電設備として設計されており且つ能動補償ユニットを備えており、前記補償成分が前記能動補償ユニットによって変調されている、前記少なくとも１つの風力発電設備と、
変調済み補償成分なしの非補償部分電流を生成するように、補償なしの風力発電設備として、設計されている少なくとも１つの別の風力発電設備と、
を備えており、
１つ又は複数の前記補償部分電流と１つまたは複数の前記非補償部分電流とが重畳されることによって、前記風力発電設備を互いに接続するファームネットワークに供給される総合電流が形成されて、
１つ又は複数の前記補償部分電流は、前記ファームネットワーク内、前記ファームネットワークと前記ネットワーク接続ポイントとの間のセクション内、又は、前記電気供給ネットワーク内、の参照ポイントに供給される前記総合電流が、現在生じている参照電流又は現在生じている参照電圧に影響を及ぼすことによって、前記参照電流についての規定の電流形態又は前記参照電圧についての規定の電圧形態を実現するように、生成されているウインドファーム。
【請求項２】
前記参照電流の高調波又は前記参照電圧の高調波を検出する検出手段を更に備えており、前記高調波が前記参照ポイントに生じ、前記能動補償ユニットが、前記参照ポイントに生じる前記高調波が補償される、又は、少なくとも低減される、又は、最小化されるように、前記参照ポイントに生じる前記検出された高調波に従って、前記変調済み補償成分を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のウインドファーム。
【請求項３】
前記ウインドファームがちょうど１つの補償風力発電設備を備えている、あるいは、
前記ウインドファームが、少なくとも１つのサブネットワークを備えており、該少なくとも１つのサブネットワークがちょうど１つの補償風力発電設備を備えている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のウインドファーム。
【請求項４】
電気供給ネットワークへの供給用電力を生成する風力発電設備であって、該風力発電設備が、変調済み補償成分を有する補償部分電流を生成するために能動補償ユニットを備えており、前記補償成分が、前記参照ポイントにおいて参照電流のセットポイント電流形態又は参照電圧のセットポイント電圧形態が実現されるように前記能動補償ユニットによって変調されており、前記風力発電設備が、請求項１〜３のいずれか一項に記載のウインドファームの補償風力発電設備として機能するように構成されている風力発電設備。
【請求項５】
前記参照電流の高調波又は前記参照電圧の高調波を検出する検出手段を更に備えており、前記高調波が前記参照ポイントに生じ、前記能動補償ユニットが、前記参照ポイントに生じる前記高調波が補償される、又は、少なくとも低減される、又は、最小化されるように、前記参照ポイントに生じる前記検出された高調波に応じて前記補償成分を変調するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の風力発電設備。
【請求項６】
前記能動補償ユニットが前記風力発電設備の低電圧側に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の風力発電設備。
【請求項７】
ウインドファームによってネットワーク接続ポイントにおいて電気供給ネットワークに総合電流を供給する方法であって、
参照ポイントにおいて、前記総合電流に依存する参照電流又は前記総合電流に依存する参照電圧を検出するステップと、
第１の風力発電設備によって前記総合電流の少なくとも１つの第１の部分電流を生成するステップであり、前記第１の風力発電設備が補償風力発電設備として設計されており、且つ、能動補償ユニットを備えている該ステップと、
前記参照電流の高調波又は前記参照電圧の高調波を補償する又は低減するために、前記第１の風力発電設備の前記能動補償ユニットによって、前記少なくとも１つの第１の部分電流を補償成分で変調して少なくとも１つの第１の補償部分電流を生成するステップと、
補償なしの第２の風力発電設備によって前記総合電流の少なくとも１つの第２の部分電流を生成するステップであり、生成された前記第２の部分電流が能動補償ユニットの補償成分によって変調されておらず、従って、変調済み補償成分なしの少なくとも１つの第２の非補償部分電流が生成される該ステップと、
重畳ポイントにおいて前記少なくとも１つの第１の補償部分電流と前記少なくとも１つの第２の非補償部分電流とを重畳して、前記ネットワーク接続ポイントに供給されるべき前記総合電流を形成するステップと、
を備えている方法。
【請求項８】
高調波セットポイント値が前記高調波の補償又は低減のために規定されて、変調済み補償成分を有する前記少なくとも１つの第１の補償部分電流が前記高調波セットポイント値に応じて生成され、その際、特に、前記高調波セットポイント値が、該生成についての参照変数を形成しており、特に前記参照ポイント以外の位置について、前記少なくとも１つの補償部分電流の高調波を規定するために、又は、重畳された前記総合電流の総合高調波を規定するために、前記参照変数を形成していることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
状態オブザーバが使用されて前記参照ポイントにおける高調波を検出し、
前記状態オブザーバが、前記参照ポイントにおける高調波から前記少なくとも１つの第１の補償部分電流によって実施された補償分を差し引いたものを非補償済み高調波として検出し、
前記非補償済み高調波が、変調済み補償成分を有する前記少なくとも１つの第１の補償部分電流を生成する際に考慮されることを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記参照ポイントが前記ネットワーク接続ポイントであることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１１】
前記参照ポイントが前記ウインドファームの外側に配置されており、特に、参照電圧が検出され、前記方法が、
前記参照ポイントにおいて検出された高調波に応じて高調波セットポイント値を特定するステップと、
特定された前記高調波セットポイント値に応じて前記能動補償ユニットを制御することによって、前記高調波セットポイント値に応じた高調波を生成して、供給されるべき前記総合電流がそれに対応する高調波を有するように、変調済み補償成分を有する前記少なくとも１つの第１の補償部分電流を生成するステップと、
を更に備えていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１２】
前記参照ポイントにおける高調波が、特に、第５、第７、第１１、第１３、第１７及び／又は第１９高調波について、限度値を超えているか否かを判定する検査が実施されて、前記参照ポイントにおける高調波が少なくとも１つの限度値を超えている場合にのみ、前記少なくとも１つの変調済み補償成分が前記第１の部分電流上に選択的に変調されることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１３】
前記参照ポイントにおける高調波についての検査には発散分析が含まれており、発散が確認された場合、その発散が継続する限り、個別の前記高周波セットポイント値が維持されることを特徴とする請求項８または１１に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１４】
前記総合電流が、請求項１〜３のいずれか一項に記載のウインドファームによって生成されること、及び／又は、変調済み補償成分を有する少なくとも１つの補償部分電流が、請求項４〜６のいずれか一項に記載の風力発電設備によって生成されること、を特徴とする請求項７〜１３のいずれか一項に記載の総合電流を供給する方法。
【請求項１５】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の風力発電設備の能動補償ユニットによって部分電流の少なくとも１つの変調済み補償成分を生成する方法であって、前記能動補償ユニットによって生成される少なくとも１つの変調されるべき補償成分が前記風力発電設備の低電圧側に提供されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
複数の風力発電設備から供給される部分電流を重畳した総合電流に依存する参照電流または参照電圧の高調波成分を検出する検出手段と、
他の風力発電設備から供給された非補償部分電流に重畳された場合に前記高調波成分をより少なくする補償成分を有する補償部分電流を生成する能動補償ユニットと、
を備え、
前記能動補償ユニットは、前記高周波成分から前記補償成分を差し引いたものに基づいて、その後の前記補償部分電流の生成を行うことを特徴とする風力発電設備。
【請求項１７】
複数の風力発電設備から供給される部分電流を重畳した総合電流に依存する参照電流または参照電圧の高調波成分を、他の風力発電設備から供給された非補償部分電流に重畳された場合により少なくする補償成分を有する補償部分電流を生成する風力発電設備の能動補償ユニットであって、
前記高周波成分から前記補償成分を差し引いたものに基づいて、その後の前記補償部分電流の生成を行うことを特徴とする能動補償ユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ネットワーク接続ポイントにおいて総合電流を供給ネットワークに供給するウインドファームに関する。本発明は、更に、補償風力発電設備と、そのようなウインドファームによって総合電流を供給する方法と、そのような補償風力発電設備の電流を生成する方法と、風力発電設備の能動補償ユニットと、にも関する。
【国際調査報告】
2019516338.tif 000012
2019516338.tif 000013
2019516338.tif 000014
2019516338.tif 000015