(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク電圧（Ｕ）およびネットワーク周波数（ｆ）を有する電力供給ネットワーク（１２０）に少なくとも１つの風力発電装置（１００）またはウィンドパーク（１１２）の電力を供給する方法であって、
前記方法は有効電力（Ｐ）および無効電力（Ｑ）を供給するのに適合しており、
供給される有効電力（Ｐ）は、有効電力制御によって、少なくとも１つのネットワーク状態を引数とする第１の調整関数によって調整可能であり、および／または、
供給される無効電力（Ｑ）は、無効電力制御によって、少なくとも１つのネットワーク状態を引数とする第２の調整関数によって調整可能であるという方法であり、
ネットワーク感度に応じて前記第１の調整関数および／または前記第２の調整関数におけるタイプおよび／またはパラメータ設定を変更することにより、前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は可変とされ、
前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は、前記ネットワーク感度（Ｎｓ）に応じて、以下のように変更されること、即ち、
供給される有効電力（Ｐ）および／または供給される無効電力（Ｑ）は、ネットワーク状態に応じて前記第１の調整関数および／または前記第２の調整関数（ＦＳ１、ＦＳ２）によって調整され、前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は、各々の前記第１の調整関数および／または前記第２の調整関数（ＦＳ１、ＦＳ２）を変更し、または、置換することによって、タイプに応じて、および／または、パラメータ設定において変更されること、そして、
ネットワーク周波数（ｆ）が周波数閾値（ｆＳ）を上回ると直ちにそして周波数上限値（ｆｍａｘ）に達するまで、供給される有効電力（Ｐ）はネットワーク周波数（ｆ）の上昇とともに減少され、ネットワーク周波数に応じた前記減少の傾き、および／または、前記周波数閾値（ｆＳ）、および／または、前記周波数上限値（ｆｍａｘ）は可変である、
ことを特徴とする電力供給方法。
【請求項２】
前記有効電力制御は、供給すべき有効電力（Ｐ）のために、ネットワーク周波数（ｆ）および／またはネットワーク周波数の時間的変化（∂ｆ／∂ｔ）に応じて、および／または、ネットワーク電圧（Ｕ）に応じて、所望の有効電力（Ｐｓｏｌｌ）を予め設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力供給方法。
【請求項３】
前記無効電力制御は、供給すべき無効電力（Ｑ）のために、ネットワーク電圧（Ｕ）に応じて、および／または、ネットワーク周波数（ｆ）および／またはネットワーク周波数の時間的変化（∂ｆ／∂ｔ）に応じて、所望の無効電力（Ｑｓｏｌｌ）を予め設定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電力供給方法。
【請求項４】
電力供給ネットワーク（１２０）に電力を供給する風力発電装置（１００）であって、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法に従って電力供給ネットワーク（１２０）に電力を供給するのに適合している、
ことを特徴とする風力発電装置。
【請求項５】
電力供給ネットワーク（１２０）に電力を供給するウィンドパーク（１１２）であって、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法に従って電力供給ネットワーク（１２０）に電力を供給するのに適合している、
ことを特徴とするウィンドパーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの風力発電装置またはウィンドパークの電力を電力供給ネットワークに供給する方法に関する。また、本発明は電力供給ネットワークに電力を供給する風力発電装置に関し、複数の風力発電装置を備え、電力供給ネットワークに電力を供給するウィンドパークに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に風力発電装置を概略的に示すとともに、図２にウィンドパークを概略的に示す。
【０００３】
風力発電装置は一般的に知られており、今日では特に電力供給ネットワークに電力を供給する目的で使用される。この際、風力発電装置は、周波数と位相に従って、電力供給ネットワークにおける対応する電圧を考慮して、供給する電流を適合させる。これは、いかなる場合においても満たす必要があり、公知の風力発電装置によっても満たされる基本的な前提条件である。同様のことは、共通のネットワーク接続点（ＰＣＣ：Point of Common Coupling）を介して電力供給ネットワークに電力を一緒に供給する複数の風力発電装置を備えたウィンドパークについてもあてはまる。この場合には、ウィンドパークが電力供給ネットワークに電力を供給することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６７８４５６４号明細書
【特許文献２】米国特許第６８９１２８１号明細書
【特許文献３】米国特許第６９６５１７４号明細書
【特許文献４】米国特許第７４６２９４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
風力発電装置またはウィンドパークによってできるだけ多くの電力を電力供給ネットワーク（以下では単に「ネットワーク」ともいう。）に供給するのみならず、ネットワークをサポートする（支える、Stuzen）ために風力発電装置またはウィンドパークを使用することが望ましいということが、以前からすでに認識されている。米国特許第６７８４５６４号明細書（特許文献１）、米国特許第６８９１２８１号明細書（特許文献２）、米国特許第６９６５１７４号明細書（特許文献３）、米国特許第７４６２９４６号明細書（特許文献４）には、これに対応する解決手段が記載されている。これらの出願は、電力供給ネットワークにおける電圧または周波数に依存して、供給する電力または供給する電流をレベルおよび／または種類に応じて変更し、これによって電力供給ネットワークをサポートすることをすでに提案している。
【０００６】
今日では、風力発電装置が電力供給ネットワークにおいて総電力のうちのますます大きな割合を占める状況が多くの国で生じている。結果として、風力発電装置によってネットワークをサポートする必要性が高まっている。また、風力発電装置のネットワークにおける優位性が高まりつつあり、これによって風力発電装置の影響も増大しつつある。これに応じて、ネットワークにおける風力発電装置またはウィンドパークによるネットワークのサポートも有効となり得る。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、上記の問題の少なくとも１つを解決することにある。特に、ネットワークをサポートするために風力発電装置の重要性が高まっていることに応える、または、少なくとも寄与する解決手段が提供されるべきである。特に、風力発電装置またはウィンドパークによるネットワークのサポートが、定性的に、かつ／または、定量的に改善されるべきである。また、少なくとも代替となる解決手段が提供されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の視点によると、ネットワーク電圧およびネットワーク周波数を有する電力供給ネットワークに少なくとも１つの風力発電装置またはウィンドパークの電力を供給する方法であって、前記方法は有効電力および無効電力を供給するのに適合しており、供給される有効電力は、有効電力制御によって、少なくとも１つのネットワーク状態を引数とする第１の調整関数によって調整可能であり、および／または、供給される無効電力は、無効電力制御によって、少なくとも１つのネットワーク状態を引数とする第２の調整関数によって調整可能であるという方法であり、ネットワーク感度に応じて前記第１の調整関数および／または前記第２の調整関数におけるタイプおよび／またはパラメータ設定を変更することにより、前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は可変とされ、前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は、前記ネットワーク感度に応じて、以下のように変更されること、即ち、供給される有効電力および／または供給される無効電力は、ネットワーク状態に応じて前記第１の調整関数および／または前記第２の調整関数によって調整され、前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は、各々の前記第１の調整関数および／または前記第２の調整関数を変更し、または、置換することによって、タイプに応じて、および／または、パラメータ設定において変更されること、そして、ネットワーク周波数が周波数閾値を上回ると直ちにそして周波数上限値に達するまで、供給される有効電力はネットワーク周波数の上昇とともに減少され、ネットワーク周波数に応じた前記減少の傾き、および／または、前記周波数閾値、および／または、前記周波数上限値は可変である、ことを特徴とする電力供給方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】風力発電装置を概略的に示す。
【図２】ウィンドパークを概略的に示す。
【図３】本発明の一実施形態に係る方法を電力供給に使用する風力発電装置を概略的に示す。
【図４】ネットワーク周波数に応じて電力Ｐを調整するための異なる２つの調整関数を、具体的に例示する。
【図５】変動し得るネットワーク周波数ｆに応じて電力Ｐを調整するための調整関数を一例として具体的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の請求項１に係る方法によると、少なくとも１つの風力発電装置またはウィンドパークの電力が電力供給ネットワークに供給される。電力供給ネットワークは、ネットワーク電圧およびネットワーク周波数を有する。かかる方法は、有効電力Ｐと無効電力Ｑを供給するのに適合している。したがって、かかる方法、および、かかる方法を実行する、対応する風力発電装置またはウィンドパークは、有効電力の供給および無効電力の供給に適合している。
【００１１】
ここで、供給される有効電力Ｐは、有効電力制御によって、少なくとも１つのネットワーク条件（ないし状態、Netzzustand）に依存して調整可能である。したがって、有効電力は固定値として予め設定され、または、支配的（ないし優勢な、vorherrschend）風のみに依存して供給されるものではなく、ネットワーク周波数のような少なくとも１つのネットワーク条件に依存して調整される。
【００１２】
加えて、または、その代わりに、供給される無効電力Ｑは固定値として予め設定されるものではなく、ネットワーク電圧のような少なくとも１つのネットワーク条件に依存して調整される。
【００１３】
また、有効電力制御は、タイプに応じて、および／または、パラメータ設定において可変であることが提案される。ネットワーク周波数のような少なくとも１つのネットワーク条件に対する、供給される有効電力Ｐの依存性は、風の条件が一定であっても変更することができる。例えば、ある場合において、ネットワーク周波数が定格周波数を０．１％上回ると直ちに、有効電力は周波数の上昇に応じて削減される。一方、他の場合には、そのような削減は、ネットワーク周波数が定格周波数を０．２％上回った場合にはじめて実行される。供給する電力を周波数に依存して引き続き削減するときの傾き（勾配）として、異なる値を選択することもできる。
【００１４】
供給される有効電力Ｐは、区分的（ないしセクション的）に線形の関係でネットワーク条件、特にネットワーク周波数に依存することができる。かかる区分的に線形の関係は、例えば、ヒステリシス関数を介して非線形な関係に変更することができる。これは、有効電力制御のタイプの変更の一例である。また、これは無効電力制御のタイプの変更に対する同様の例とすることもできる。
【００１５】
上記の例に戻るため、区分的に線形の関係をベースとした場合、他の実施形態によれば、その傾きを変更することができる。これは、有効電力制御のパラメータ設定の変更の一例であり、無効電力制御についても同様である。
【００１６】
加えて、または、その代わりに、無効電力制御は、タイプ、および／または、パラメータ設定に従って変更可能であることが提案される。無効電力Ｑと、ネットワーク電圧のような少なくとも１つの条件との間の関係は、特に、そのタイプ、および／または、パラメータ設定において変更することができる。タイプに応じた変更、および、パラメータ設定における変更の例として、上記の有効電力制御の変更可能性に対する一般的な例を参照されたい。
【００１７】
一実施形態によると、有効電力制御は、供給される有効電力に対して、少なくとも１つのネットワーク条件に依存して所望の有効電力を予め設定することが提案される。所望の有効電力は、特に、ネットワーク周波数、ネットワーク周波数の時間変化、および／または、ネットワーク電圧に応じて予め設定される。ネットワーク周波数の時間変化は、傾き（勾配）によって、すなわち周波数の時間に関する偏微分によって定義され、または、理解される。
【００１８】
特に、無効電力制御は、供給する無効電力に対して、少なくとも１つのネットワーク条件に応じて、所望の無効電力を予め設定することが提案される。これに応じて、所望の無効電力は、特に、ネットワーク電圧、ネットワーク周波数、および／または、ネットワーク周波数の時間変化に応じて予め設定される。
【００１９】
一実施形態によると、有効電力制御と、これに加えて、または、その代わりに、無効電力制御は、ネットワーク感度に応じて変更される。
【００２０】
ここで、ネットワーク感度は、ネットワークに影響を及ぼす変数の変化に対する、特に共通のネットワーク接続点におけるネットワークの反応（ないし応答）であると理解される。 ネットワーク感度は、ネットワークに影響を及ぼす変数の変化量に対するネットワークの反応の変化量として定義することができる。特に、本発明の場合には、供給される有効電力とネットワーク電圧のレベルに関する定義が考慮される。単純化すると、ネットワーク感度ＮＳに対して、例えば次の式を定義することができる。
【００２１】
ＮＳ  ＝  ΔＵ／ΔＰ
【００２２】
ここで、ΔＰは供給される有効電力、すなわち、供給されるファーム電力（Parkleistung, farm power）の変化を示し、ΔＵは結果として生じるネットワーク電圧の変化を示す。これらの変化は、特に１秒またはそれ未満の非常に短い期間に生じる。電力の差に対する電圧の差に関するこの具体的な式の代わりに、ネットワーク電圧の供給されるファーム電力Ｐに関する偏微分とすることも有利である。ネットワーク周波数ｆの変化も、ネットワークの反応として考慮される。ネットワーク感度を考慮する他の方法として、以下の式を用いてもよい。
【００２３】
ＮＳ＝Δｆ／ΔＰ
【００２４】
したがって、特に、ネットワーク感度は、選択され、または、変更される有効電力制御、および／または、選択され、または、変更される無効電力制御の尺度として用いられる。ネットワーク感度が少なくとも有意に変動した場合、対応する有効電力制御、および／または、対応する無効電力制御は、種類（Art）および／またはパラメータ設定において変更される。種類（Art）の変更は、制御のタイプ（Typ）の変更に相当し、ここでは同義語として使用する。
【００２５】
他の実施形態によると、有効電力制御および／または無効電力制御は、給電点における短絡電流比に応じて変更される。
【００２６】
短絡電流比（ＳＣＲ（Short Circuit Ratio、短絡比）ともいう。）は、接続電力に対する短絡電力の比をいう。ここで、短絡電力とは、風力発電装置またはウィンドパークが接続される考慮中のネットワーク接続点において短絡が生じたときに、電力供給ネットワークが当該ネットワーク接続点に供給可能な電力として理解される。一方、接続電力とは、接続される風力発電装置または接続されるウィンドパークの接続電力であり、特に、接続される発電機の定格電力、または、ウィンドパークに含まれる発電機のすべての定格電力の和である。したがって、短絡電流比は、当該ネットワーク接続点に関する電力供給ネットワークの強さ（Starke）の基準となる。ネットワーク接続点に関して強い電力供給ネットワークは、例えば、ＳＣＲ=１０以上のような典型的に大きい短絡電流比を有する。
【００２７】
短絡電流比はネットワーク接続点における電力供給ネットワークの挙動に関する情報を提供できることが知られている。ここで、短絡電流比もまた可変である。
【００２８】
新たにウィンドパークまたは風力発電装置を導入する場合、短絡電流比を考慮するとともに、有効電力制御および無効電力制御を短絡電流比に適合させることが有利である。風力発電装置またはウィンドパークの導入および運転開始後においても、定期的に短絡電流比を測定することが推奨される。短絡電力は、例えば、ネットワークトポロジに関する情報と、シミュレーションを用いることで把握することができる。接続電力はウィンドパークに導入された風力発電装置に関する知見から容易に得られ、かつ／または、接続電力は公称風において供給される電力の測定によって得られる。
【００２９】
提案されるやり方で短絡電流比を計算して考慮するために、特に、接続電力は現実に使用可能なすべての風力発電装置の定格電力の和として定義され、計算される。この意味で、風力発電装置が故障した場合、接続電力は少なくとも一時的に変動するであろう。したがって、短絡電流比も変動し、これにより、有効電力制御および／または無効電力制御の変更もトリガされる。
【００３０】
他の実施形態によると、接続電力は支配的風の条件を考慮してウィンドパークにおいて現実に利用可能な電力の和として算出され、または、ウィンドパークの接続電力の代わりに、現実に利用可能なウィンドパークの電力は、短絡電流比の計算に用いられ、かつ／または、有効電力制御および／または無効電力制御を変更するための変更基準として用いられる。変更基準を決定するために、このように算出されたウィンドパーク電力に基づいて短絡電流比が再計算され、または、ウィンドパークで利用可能な電力から変更基準を直接導き出すことができる。
【００３１】
例えば、切替条件（変更基準）において、増幅率または関数の傾きのようなパラメータが、短絡電流比または他の基準に依存するようにしてもよい。例えば、比例関係の依存性が存在してもよい。特に限定されないが、他の例として、制限値を決定し、短絡電流比または他の基準が制限値を上回った場合または下回った場合、ある有効電力制御からタイプに応じて別の有効電力制御に切り換えることができる。同様のことは、無効電力制御の変更についても適用することができる。
【００３２】
特に、有効電力制御および／または無効電力制御は、外部から予め設定すること、例えば、有効電力制御および／または無効電力制御を行う計算機に入力される外部信号によって行われる。特に、そのような予め行われる設定は、そのために外部信号を送出するネットワーク事業者によって実施される。
【００３３】
このようにして、１または２以上のパラメータを変更することができ、または、他のタイプまたは他の種類の有効電力制御または無効電力制御に切り替えられる。一実施形態によれば、有効電力制御または無効電力制御のそれぞれの所望の新しい構成を送出することができる。変更されるパラメータを送出することができ、または、新しいアルゴリズムをも送出することができる。
【００３４】
本発明の一実施形態によると、供給される有効電力および／または供給される無効電力は、ネットワーク条件に応じて調整関数によって調整されることが提案される。特に、かかる調整関数は、ネットワーク条件に依存する関数として、供給される有効電力または供給される所望の無効電力を出力する。ここで、かかる調整関数は変更され、切り替えられることが提案される。例えば、調整関数の傾きは区分的に変更することができ、または、以前とは異なるタイプの関数を調整関数として使用することができる。これにより、有効電力制御および／または無効電力制御は、タイプに応じて、および／または、そのパラメータにおいて変更される。したがって、関数によって表される関係が変更されることが提案される。ネットワーク感度、短絡電流比、および／または、外部から予め行われる設定に応じて、そのような変更を行うことができる。
【００３５】
他の実施形態によると、ネットワーク周波数が周波数閾値を上回るか、または周波数閾値に達すると直ちに、供給される有効電力はネットワーク周波数が増大するに従って削減され、周波数が周波数上限値に達するまで、供給される有効電力はさらに削減される。これにより、区分的に周波数に依存した供給電力の削減を実現することができる。この目的のために、供給電力を削減するときの傾き（勾配）を、特に上述の基準に従って可変とすることが提案される。加えて、または、その代わりに、周波数閾値を可変とすることや、加えて、または、その代わりに、周波数上限値を可変とすることが提案される。これらの値によって、周波数に依存する有効電力の変化を定義することができる。また、これらの値、すなわち、削減を開始する周波数、削減を終了する周波数、および／または、これらの周波数の間で予定される傾き（勾配）は、変更することができる。
【００３６】
かかる実施形態に関連して、ネットワーク周波数が低下する場合に、有効電力を増大させるときにも、かかる実施形態を同様に使用することが提案される。したがって、制御動作は、これらの少数のパラメータによって比較的容易に変更することができる。
【００３７】
本発明によると、上記の実施形態に係る方法を実施するのに適合した風力発電装置が提供される。特に、かかる風力発電装置は、対応する計算機と、かかる無効電力制御および／または有効電力制御を実行するのに適合した、対応する周波数インバータと、を備えている。特に、使用されるインバータ、または、使用される風力発電装置は、ＦＡＣＴＳ（Flexible Alternating Current Transmission System、フレキシブル交流送電システム）に対応した性能を有することが望ましい。
【００３８】
さらに、上記の実施形態に係る方法を実装するのに適合したウィンドパークが提供される。特に、ウィンドパークは、有効電力および無効電力を電力供給ネットワークに供給するのに適合し、この目的で有効電力制御および／または無効電力制御を使用するのに適合している。特に、かかるウィンドパークは、共通のネットワーク接続点を介して電力供給ネットワークに電力を供給する。ウィンドパークについても、ＦＡＣＴＳに対応した性能を有すると、有利である。変動し得るネットワーク周波数ｆに応じて電力Ｐを調整するための調整関数を具体的に例示する。
【００３９】
以下では、添付の図面を参照しつつ実施形態に基づいて、本発明について例示的に説明する。
【実施例】
【００４０】
図１は、タワー１０２とゴンドラ（ないしナセル）１０４を有する風力発電装置１００を示す。ゴンドラ１０４には、３枚のロータブレード１０８とスピナ１１０を有するロータ１０６が配置されている。ロータ１０６は、動作状態において風によって回転運動させられ、これによりゴンドラ１０４内の発電機を駆動する。
【００４１】
図２は、一例として、同一または異なる３つの風力発電装置１００を備えたウィンドパーク１１２を示す。３つの風力発電装置１００は、基本的に、ウィンドパーク１１２における任意の数の風力発電装置を代表する。風力発電装置１００は、電力、すなわち、特に生成した電流をウィンドパークネットワーク１１４に供給する。各風力発電装置１００によって生成された電流または電力は足し合わされる。また、典型的には、変圧器１１６が設置される。変圧器１１６は、ウィンドパークにおける電圧を上昇させて、給電点１１８において電力供給ネットワーク１２０に電力を供給する。給電点１１８は、一般にＰＣＣ（Point of Common Coupling）ともいう。図２は、ウィンドパーク１１２を簡単化して示したものにすぎない。例えば、制御部はもちろん存在しているが、制御部は図示されていない。また、例えば、ウィンドパークネットワーク１１４は異なる構成とすることができる。一例として、各風力発電装置１００の出力部に変圧器を設け、他の実施形態としてもよい。
【００４２】
図３は、例えば三相発電機電流を（ＡＣ／ＤＣ）整流器２に供給する風力発電装置１００を示す。整流器２は、三相交流を生成する（ＤＣ／ＡＣ）インバータ４に接続される。三相交流は変圧器６を介して給電点８（ＰＣＣ）で電力供給ネットワーク１０に供給される。インバータ４の制御は制御部１２によって行われる。制御部１２は、例えば１または２以上の計算機として構成することができる。制御部１２は、出力された三相電流の振幅、周波数および位相に従って測定された電流値および電圧値を利用する。このために、測定フィードバック１４が例示されている。
【００４３】
図３の構成は、さらに、制御部１２が所望の電力を考慮し、これに応じて、そのような希望した電力Ｐが出力されるようにインバータ４を駆動することを示す。理想的には、整流器２から出力される電力Ｐが所望の電力Ｐｓｏｌｌに一致し、Ｐ＝Ｐｓｏｌｌとなる。さらに、本実施例では、生成された電力Ｐはネットワーク１０に供給される電力と同一であるものと、理想的に仮定する。本実施例では、電力の供給の際の損失や、所望の電力と生成された電力との間の動的過程における損失を無視する。
【００４４】
図３の構成は、所望の有効電力Ｐｓｏｌｌが、したがって、理想的には供給される有効電力Ｐが周波数ｆに依存して決定され、または、予め設定されることを示す。この目的で、２つの調整関数ＦＳ１、ＦＳ２を用いることができる。これらの関数は、さらに他の調整関数を代表するものとして描かれている。スイッチＳと、スイッチＳとともに動作するスイッチＳ’が示されている。これらのスイッチは、スイッチ位置に従って、すなわち、選択に応じて、第１または第２の調整関数ＦＳ１またはＦＳ２によって有効電力Ｐｓｏｌｌを予め設定することができることを示している。スイッチＳまたはＳ’を用いた選択オプションは、単なる例示にすぎない。このような選択オプションを、例えば制御部１２に実装することもできる。このとき、制御部１２はネットワーク周波数ｆを直接受信する。さらに、かかる切り替えは、特に計算機において実現される。また、計算機では、例えば選択された調整関数に応じて、対応するデータメモリへのアクセスが行われる。ここで、データメモリは、所望の調整関数を保持している。
【００４５】
図３は、供給される有効電力に対する調整関数、したがって、有効電力制御が可変であることを示す。ここでは、一例として、ネットワーク周波数ｆに依存する有効電力制御を示す。しかし、かかる例示は、ネットワーク電圧またはネットワーク周波数の変化のような他のネットワーク条件に依存する制御を代表するものである。同様に、ネットワーク条件に依存した無効電力制御も、図示して説明したように実現される。ここでも、無効電力制御に対する入力値として、他のネットワーク条件を使用することができる。
【００４６】
図４は、図３に示した選択された調整関数ＦＳ１、ＦＳ２を例示する。すなわち、図４は２つの調整関数ＦＳ１、ＦＳ２を例示する。両調整関数は、有効電力Ｐの周波数ｆに対する予め設定された依存性を示す。定格ネットワーク周波数ｆＮにおいて、電力Ｐは定格電力ＰＮとなる。図４は、支配的風の条件によると、定格電力ＰＮでの電力供給が可能となる状況を示す。これが不可能であって、例えば風が弱いために、より小さい電力のみが供給可能な場合、例えば、図示した定格値ＰＮの代わりに、利用可能な当該電力を用いることによって、図４に示す関係は、当該電力に対しても適用することができる。
【００４７】
周波数ｆが増大すると、有効電力Ｐは、周波数ｆが周波数閾値ｆＳに達するまで、はじめのうちは一定である。その後、有効電力Ｐは周波数がさらに増大するのに伴って減少する。選択された有効電力に応じて、すなわち、選択された調整関数に応じて、減少の仕方は異なる。第１の調整関数ＦＳ１は直線的な振る舞いを示し、有効電力Ｐは周波数閾値ｆＳから周波数最大値ｆｍａｘまでの間に直線的にゼロまで低下する。図示した別の調整関数によると、負符号の２次関数の振る舞いをすることが提案される。この調整関数も、周波数閾値ｆＳから周波数最大値ｆｍａｘまでの間に有効電力Ｐを電力ゼロに削減する。しかし、選択された別の振る舞いによると、より多くの電力供給が可能となる。このことは、図４においてΔＰとして表された、両調整関数ＦＳ１、ＦＳ２の間のギャップによって示される。互いに異なる両調整関数は、ある区間においてのみ相違しており、図示した例によると、調整関数は区分的に変更することができる。かかる変更は、２つの例を挙げるならば、特に、ネットワーク感度、または、ネットワーク事業者により予め行われる設定に応じて実施される。
【００４８】
したがって、例えばネットワーク事業者によって判断することができる状況、または、ネットワーク感度から生じる状況に応じて、異なる有効電力制御を選択することができ、これによって、より多くの電力供給が可能となる。
【００４９】
例えば、図４に示すように、一方は1次関数、他方は２次関数という全く異なる調整関数を選択することによる変更の代わりに、調整関数ＦＳを基本的に不変としつつ、１または２以上のパラメータを変更することが考えられる。これは、図５に示されている。なお、パラメータの変化による変更は、異なるパラメータ設定に基づく調整関数の間での切り替えによっても可能である点に留意されたい。この点において、図３に対する説明を参照されたい。当該説明は、この場合にも当てはまる。一方、対応するパラメータは、それぞれ、制御部または他の計算機で調整することもできる。いずれにせよ、そのような変更として、２つ例を挙げるならば、ネットワーク事業者により予め行われる外部からの設定を介した変更、または、ネットワーク感度の評価を介した変更が考えられる。
【００５０】
図５は、調整関数ＦＳのパラメータ変化を示す。調整関数ＦＳは基本的に図４の調整関数ＦＳ１に相当する。ただし、図５の調整関数ＦＳは周波数閾値ｆＳから周波数最大値ｆｍａｘにかけて、はじめは線形にゼロよりも大きい電力最小値Ｐｍｉｎへと減少する。周波数最大値ｆｍａｘに達すると、または、最大周波数ｆｍａｘを超えると直ちに、電力Ｐはゼロに低下する。ここに示した例について、ｖ１は第１の変更オプションとして周波数閾値ｆＳを変更する。周波数閾値ｆＳにおいて、周波数ｆのさらなる増大に伴う電力の変化、すなわち電力の減少が始まる。第２の変更オプションとして、ｖ２は周波数最大値ｆｍａｘの変更を可能とする。最後に、電力最小値Ｐｍｉｎも変更することができ、これは、第３の変更オプションｖ３として示されている。その他の点として、第３の変更オプションｖ３によると、直線的に減少する区間における調整関数ＦＳの傾き（勾配）も変更される。
【００５１】
図３ないし図５は、ネットワーク条件としてネットワーク周波数に依存して有効電力制御を変更する例を通じて、提案するネットワーク条件に応じた電力制御の変更を示すものである。しかしながら、記載したように、または、同様に、有効電力制御を変更すること、および／または、ネットワーク条件として周波数を用いる代わりに、または、これに加えて、周波数の変化、または、ネットワーク電力を使用することが考えられる。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、図示した形態に限定することを意図するものではなく、専ら理解を助けるためのものである。
また、本発明において、さらに以下の形態が可能である。
［形態１］
ネットワーク電圧およびネットワーク周波数を有する電力供給ネットワークに少なくとも１つの風力発電装置またはウィンドパークの電力を供給する方法であって、
前記方法は有効電力および無効電力を供給するのに適合しており、
供給される有効電力は、有効電力制御によって、少なくとも１つのネットワーク条件に依存して調整可能であり、
供給される無効電力は、無効電力制御によって、少なくとも１つのネットワーク条件に依存して調整可能であり、
前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は、タイプに応じて、および／または、パラメータ設定において可変である、
ことを特徴とする電力供給方法。
［形態２］
前記有効電力制御は、供給される有効電力に対して、ネットワーク周波数およびネットワーク周波数の時間的変化に応じて、かつ／または、ネットワーク電圧に応じて、所望の有効電力を予め設定する、
ことを特徴とする形態１に記載の電力供給方法。
［形態３］
前記無効電力制御は、供給される無効電力に対して、ネットワーク電圧に応じて、かつ／または、ネットワーク周波数および／またはネットワーク周波数の時間的変化に応じて、所望の無効電力を予め設定する、
ことを特徴とする形態１または２に記載の電力供給方法。
［形態４］
前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は、
ネットワーク感度、
短絡電流比，および／または、
特に外部信号に基づいて外部から予め設定すること、
に応じて変更される、
ことを特徴とする形態１ないし３のいずれか一に記載の電力供給方法。
［形態５］
供給される有効電力および／または供給される無効電力は、ネットワーク条件に応じて調整関数によって調整され、
前記有効電力制御および／または前記無効電力制御は、各調整関数を変更し、または、置換することによって、タイプに応じて、および／または、パラメータ設定において変更される、
ことを特徴とする形態１ないし４のいずれか一に記載の電力供給方法。
［形態６］
ネットワーク周波数が周波数閾値を上回るとともに周波数上限値に達するまで、供給される有効電力はネットワーク周波数に応じて削減され、
ネットワーク周波数に応じて有効電力を削減するときの傾き、周波数閾値、および／または、周波数上限値は可変である、
ことを特徴とする形態１ないし５のいずれか一に記載の電力供給方法。
［形態７］
電力供給ネットワークに電力を供給する風力発電装置であって、
形態１ないし６のいずれか一に記載の方法に従って電力供給ネットワークに電力を供給するのに適合している、
ことを特徴とする風力発電装置。
［形態８］
電力供給ネットワークに電力を供給するウィンドパークであって、
形態１ないし６のいずれか一に記載の方法に従って電力供給ネットワークに電力を供給するのに適合している、
ことを特徴とするウィンドパーク。
【符号の説明】
【００５２】
２    整流器
４    インバータ
６    変圧器
８    給電点
１０    電力供給ネットワーク
１２    制御部
１４    測定フィードバック
１００    風力発電装置
１０２    タワー
１０４    ゴンドラ（ナセル）
１０６    ロータ
１０８    ロータブレード
１１０    スピナ
１１２    ウィンドパーク
１１４    ウィンドパークネットワーク
１１６    変圧器
１１８    給電点
１２０    電力供給ネットワーク
ｆ    ネットワーク周波数
ｆｍａｘ    周波数上限値（周波数最大値）
ｆＳ    周波数閾値
ＦＳ１、ＦＳ２、ＦＳ    調整関数
Ｎｓ    ネットワーク感度
Ｐ    有効電力
Ｐｍｉｎ    電力最小値
ＰＮ    定格電力
Ｐｓｏｌｌ    所望の有効電力
Ｑ    無効電力
Ｑｓｏｌｌ    所望の無効電力
ＳＣＲ    短絡電流比
Ｕ    ネットワーク電圧
【図１】
0006294955.tif 000002
【図２】
0006294955.tif 000003
【図３】
0006294955.tif 000004
【図４】
0006294955.tif 000005
【図５】
0006294955.tif 000006