(57)【要約】【課題】ウインドパーク内部のエラーに対してより良く反応することのできる、複数の風力発電装置と、中央制御ユニットとを有するウインドパークを設ける。【解決手段】中央ウインドパーク制御ユニット（２００）と、複数の風力発電装置（１００）と、中央ウインドパーク制御ユニット（２００）を複数の風力発電装置（１００）と接続するためのデータバス（２１０，２２０）とを有するウインドパークが提案される。風力発電装置（１００）の各々は、制御ユニット（１２０）を有し、該制御ユニット（１２０）は、中央ウインドパーク制御ユニット（２００）内にエラーが発生した場合、及び／又はデータバス（２１０，２２０）上にエラーが発生した場合に、中央ウインドパーク制御ユニット（２００）に依存せずに風力発電装置（１００）の運転を制御するように構成されている。この際、制御ユニット（１２０）は、各々の風力発電装置（１００）を時間的に相前後してシャットダウンするように構成されている。【選択図】図２
2016516937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドパークであって、
中央ウインドパーク制御ユニット（２００）と、
複数の風力発電装置（１００）とを有し、
前記中央ウインドパーク制御ユニット（２００）は、データバス（２１０，２２０）を介して複数の前記風力発電装置（１００）と接続されており、
前記風力発電装置（１００）の各々は、制御ユニット（１２０）を有し、該制御ユニット（１２０）は、前記中央ウインドパーク制御ユニット（２００）内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス（２１０，２２０）上にエラーが発生した場合に、エラー運転モードとして前記中央ウインドパーク制御ユニット（２００）に依存せずに前記風力発電装置（１００）の運転を制御するように構成されており、
前記制御ユニット（１２０）は、前記エラー運転モードにおいて、前記中央ウインドパーク制御ユニット（２００）内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス（２１０，２２０）上にエラーが発生した場合に、複数の前記風力発電装置（１００）の各々の風力発電装置（１００）を時間的に相前後してシャットダウンするように構成されていること
を特徴とするウインドパーク。
【請求項２】
前記制御ユニット（１２０）は、各々の前記風力発電装置（１００）を、前記エラーの発生後、前記風力発電装置（１００）の各々のために予め固定された時間の後にシャットダウンするように構成されていること
を特徴とするウインドパーク。
【請求項３】
中央ウインドパーク制御ユニット（２００）と、複数の風力発電装置（１００）とを有するウインドパークを制御する方法であって、
前記中央ウインドパーク制御ユニット（２００）は、データバス（２１０，２２０）を介して複数の前記風力発電装置（１００）と接続されており、
以下のステップ、即ち、
−  前記中央ウインドパーク制御ユニット（２００）内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス（２１０，２２０）上にエラーが発生した場合に、エラー運動モードとして前記中央ウインドパーク制御ユニットに依存せずに前記風力発電装置を制御するステップと、
−  前記中央ウインドパーク制御ユニット（２００）内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス（２１０，２２０）上にエラーが発生した場合に、前記制御ユニット（１２０）により各々の前記風力発電装置（１００）を時間的に相前後してシャットダウンするステップとを含むこと
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、ウインドパーク、並びにウインドパークを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウインドパークは、複数の風力発電装置（風力エネルギー設備）から構成され、これらの風力発電装置は、中央制御ユニット（Farm Control Unit ＦＣＵ）を介して制御することが可能である。
【０００３】
ドイツ特許商標庁は、本出願の優先権の基礎となるドイツ特許出願について、以下の文献を調査した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】DE 10 2009 042 368 A1
【特許文献２】GB 2 475 609 A
【特許文献３】US 6,853,292 B1
【特許文献４】US 2007/0124025 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、ウインドパーク内部のエラーに対してより良く反応することのできる、複数の風力発電装置と、中央制御ユニットとを有するウインドパークを設けることである。
【０００６】
前記課題は、請求項１によるウインドパーク、並びに請求項３による方法により解決される。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明を実施するための形態について説明する。
【０００８】
本発明により、中央ウインドパーク制御ユニットと、複数の風力発電装置と、中央ウインドパーク制御ユニットを複数の風力発電装置と接続するためのデータバスとを有するウインドパークが設けられる。風力発電装置の各々は、制御ユニットを有し、該制御ユニットは、中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又はデータバス上にエラーが発生した場合に、風力発電装置の運転を中央ウインドパーク制御ユニットに依存せずに制御するように構成されている。そのために制御ユニットは、各々の風力発電装置を時間的に相前後してシャットダウン（作動停止）するように構成されている。
【０００９】
本発明の一視点により制御ユニットは、データバス上又は中央ウインドパーク制御ユニット内（ないし中央ウインドパーク制御過程内）にエラーが発生した場合に、各々の風力発電装置を、当該エラーの発生後、各々の風力発電装置のために予め固定された時間の後にシャットダウンするように構成されている。
【００１０】
本発明は、中央ウインドパーク制御ユニットと、複数の風力発電装置と、中央ウインドパーク制御ユニットを複数の風力発電装置と接続するためのデータバスとを有するウインドパークを制御する方法に関する。風力発電装置の運転は、中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又はデータバス上にエラーが発生した場合に、風力発電装置の制御ユニットを用い、中央ウインドパーク制御ユニットに依存せずに制御される。各々の風力発電装置は、制御装置を用い、時間的に相前後してシャットダウンされる。
【００１１】
本発明は、複数の風力発電装置と、中央ウインドパーク制御ユニットとを有するウインドパークに関する。中央ウインドパーク制御ユニットは、データバスを介して各々の風力発電装置と接続されており、各々の風力発電装置を制御することが可能であり、ないしこれらの風力発電装置の制御に影響を及ぼすことが可能である。中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又はデータバス上にエラーが発生した場合に、風力発電装置の各々は、これらの風力発電装置を停止させるための処理手順（プロシジャ）が記憶されているデフォルト運転モードへ切り替わる。本発明により各々の風力発電装置は、ウインドパーク内部にエラーがある場合に全てが同時に停止されるわけではない。つまり風力発電装置の連鎖的な停止（Herunterfahren）ないしシャットダウン（Abschalten）が行われる。従って隣接する風力発電装置のシャットダウンの間には、固定された時間間隔が設けられている。このことは、そのようにして風力発電装置を次々とシャットダウンすることが可能であり、従って全ウインドパークが一度にエネルギー供給系統から切り離されることがないので、有利である。
【００１２】
中央ウインドパーク制御ユニット内（ないし中央ウインドパーク制御過程内）及び／又はデータバス上にエラーがある場合には、風力発電装置は、各々、デフォルト運転モードへ切り替わる。デフォルト運転モードのためのロジックは、風力発電装置の各々へ記憶させることが可能である。デフォルト運転モードでは、オプションとして、電力を発生させるための風力発電装置の能動的な制御を行わないようにすることができる。この際、本発明によりウインドパーク内の風力発電装置の連鎖的なシャットダウンが行われる。
【００１３】
本発明の更なる構成は、下位請求項の対象である。
【００１４】
以下、本発明の利点及び実施例を、図面に関連して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による一風力発電装置を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１実施例による一ウインドパークの模式的なブロック図を示す図である。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明による一風力発電装置を模式的に示す図である。風力発電装置１００は、タワー１０２とナセル１０４を有する。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８と１つのスピナ１１０とを備えたロータ１０６が設けられている。ロータ１０６は、運転時には風力により回転運動を行い、それによりナセル１０４内の発電機を駆動する。ロータブレード１０８のピッチ角は、各々のロータブレード１０８のロータブレード付根部に設けられたピッチモータにより変更可能である。
【００１７】
更に風力発電装置は、風力発電装置の運転を制御するための制御ユニット１２０を有する。通常運転モードにおいて風力発電装置の制御は、制御ユニット１２０を用い、電力を発生させるために現地の風力に依存して行われる。風速が大きくなるにつれ、風力発電装置のロータ１０６の回転数も増加し、従って発電機により発生される電力も増加する。定格風速の到達以降、風速が増加する場合には、風力発電装置１００が定格出力よりも大きな出力を給電系統（電力系統）へ送出しないようにするために、ロータブレード１０８の設定角度ないしピッチ角が角度調節される。
【００１８】
図２は、本発明の第１実施例によるウインドパークの模式図を示している。ウインドパークは、中央ウインドパーク制御ユニット（Farm Control Unit ＦＣＵ）２００と、複数の風力発電装置１００とを有する。中央ウインドパーク制御ユニット２００は、データを交換するためにスキャダシステム（Scadasystem）３００と接続可能である。中央ウインドパーク制御ユニット２００は、データバス２１０，２２０を介して各々の風力発電装置１００と接続されている。これらの風力発電装置１００は、各々単独で又は中央供給ポイント（Point of common coupling ｐｃｃ）を介して給電系統（電力系統）４００と接続されており、各々有効電力Ｐ（Ｐ１〜Ｐ４）及び／又は無効電力Ｑ（Ｑ１〜Ｑ４）を給電系統４００へ供給する。
【００１９】
中央ウインドパーク制御ユニット２００は、系統電圧、系統周波数、及び／又は他のネットワークパラメータ、並びに場合により給電系統４００の更なるパラメータに関するデータを取得し、それに対応して風力発電装置１００を制御する。
【００２０】
中央ウインドパーク制御ユニット２００内及び／又はデータバス２１０，２２０上にエラーが発生した場合には、風力発電装置１００は、通常運転モードを終了し、デフォルト運転モード又はエラー運転モードへ切り替わるように構成されている。デフォルト運転モード又はエラー運転モードにおける風力発電装置１００の制御機能は、例えば風力発電装置１００の制御ユニット１２０に設けることが可能である。中央ウインドパーク制御ユニット２００内及び／又はデータバス２１０，２２０上にエラーが発生した場合には、ウインドパーク内の全ての風力発電装置１００がスイッチオフ（auschalten）ないしシャットダウン（abschalten）されなくてはならない。この際、本発明の第１実施例によりこのシャットダウンは、全ウインドパークを一度に系統から切り離すこと（系統電圧と系統周波数の変動をもたらすであろう）をさせないために、同時ではなく時間をずらして行われるべきである。
【００２１】
デフォルト運転モード又はエラー運転モードにおいて風力発電装置１００は、系統から切り離されるが、この際、ロータが減速され、最終的に停止状態となるようにロータブレードを角度調節することが可能である。ピッチ角の調整は、ロータの回転数を最も簡単に減少させることを可能とするので、風力発電装置を停止させる好ましいバリエーションである。オプションとして（通常運転モードによる）風力発電装置の能動的な制御を行わないようにすることが可能である。デフォルト運転モードのための１つのパラメータは、いつ風力発電装置１００の各々がシャットダウンされるべきかを表わす時間である。この際、ウインドパーク内の風力発電装置１００の各々は番号（例えば通し番号）を有する。例えば風力発電装置の番号は、各々のシャットダウン時点を決定するために所定の遅延時間と掛け合わせることが可能である。所定の遅延時間が例えば３０秒とすると、第１風力発電装置は３０秒後にシャットダウンされ、第２風力発電装置は６０秒後にシャットダウンされ、以下同様に３０秒ずつずらされてシャットダウンが行われる。従って風力発電装置の連鎖的なシャットダウンが可能とされ、それにより全ウインドパークが一度にシャットダウンされることはなく、各々の風力発電装置が時間的に相前後してシャットダウンされることになる。
【００２２】
中央ウインドパーク制御ユニット２００内でエラーないし内部エラーが検知された場合には、対応信号を、データバス２１０，２２０を介して各々の風力発電装置１００へ伝送することが可能である。風力発電装置１００がこの対応信号を受信すると直ちに、この風力発電装置１００の制御ユニット１２０は、デフォルト運転モード又はエラー運転モードを作動（活性化）させる。このデフォルト運転モード又はプリセット運転モードは、風力発電装置をエラー時に確実に減速させて停止させることを可能とするために設けられている。このデフォルト運転モードにおいて風力発電装置１００は、制御ユニット１２０により制御される。この際、中央ウインドパーク制御ユニット２００は、もはや各々の風力発電装置１００の制御に影響を及ぼすことはない。
【００２３】
風力発電装置１００は、データバス２１０，２２０上のエラーを検知することが可能であり、その際に風力発電装置１００の制御ユニット１２０は、デフォルト運転モードを作動させ、風力発電装置１００は、中央ウインドパーク制御ユニット２００に依存せずにシャットダウンないし停止制御される。
【００２４】
中央ウインドパーク制御ユニット２００内のエラーの検知以降、及び／又はデータバス２１０，２２０上のエラーの検知以降では、オプションとして、風力発電装置１００の各々においてカウンタをスタートさせることが可能である。各風力発電装置１００に割り当てられているシャットダウン時間の経過後、風力発電装置１００の各々は、制御ユニット１２０によりシャットダウンないし停止される。
【符号の説明】
【００２５】
１００    風力発電装置
１０２    タワー
１０４    ナセル
１０６    ロータ
１０８    ロータブレード
１１０    スピナ
１２０    制御ユニット
２００    中央ウインドパーク制御ユニット
２１０    データバス
２２０    データバス
３００    スキャダシステム
４００    給電系統（電力系統）
Ｐ１〜Ｐ４    有効電力
Ｑ１〜Ｑ４    無効電力
【図１】
2016516937.tif 000003
【図２】
2016516937.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月21日(2015.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
前記課題は、請求項１によるウインドパーク、並びに請求項３による方法により解決される。
即ち本発明の第１の視点により、ウインドパークであって、中央ウインドパーク制御ユニットと、複数の風力発電装置とを有し、前記中央ウインドパーク制御ユニットは、データバスを介して複数の前記風力発電装置と接続されており、前記風力発電装置の各々は、制御ユニットを有し、該制御ユニットは、前記中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス上にエラーが発生した場合に、エラー運転モードとして前記中央ウインドパーク制御ユニットに依存せずに前記風力発電装置の運転を制御するように構成されており、前記制御ユニットは、前記エラー運転モードにおいて、前記中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス上にエラーが発生した場合に、複数の前記風力発電装置の各々の風力発電装置を時間的に相前後してシャットダウンするように構成されていることを特徴とするウインドパークが提供される。
また本発明の第２の視点により、中央ウインドパーク制御ユニットと、複数の風力発電装置とを有するウインドパークを制御する方法であって、前記中央ウインドパーク制御ユニットは、データバスを介して複数の前記風力発電装置と接続されており、以下のステップ、即ち、前記中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス上にエラーが発生した場合に、エラー運動モードとして前記中央ウインドパーク制御ユニットに依存せずに前記風力発電装置を制御するステップと、前記中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス上にエラーが発生した場合に、前記制御ユニットにより各々の前記風力発電装置を時間的に相前後してシャットダウンするステップとを含むことを特徴とする方法が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲において付記された図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）ウインドパークであって、中央ウインドパーク制御ユニットと、複数の風力発電装置とを有し、前記中央ウインドパーク制御ユニットは、データバスを介して複数の前記風力発電装置と接続されており、前記風力発電装置の各々は、制御ユニットを有し、該制御ユニットは、前記中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス上にエラーが発生した場合に、エラー運転モードとして前記中央ウインドパーク制御ユニットに依存せずに前記風力発電装置の運転を制御するように構成されており、前記制御ユニットは、前記エラー運転モードにおいて、前記中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス上にエラーが発生した場合に、複数の前記風力発電装置の各々の風力発電装置を時間的に相前後してシャットダウンするように構成されていること。
（形態２）前記ウインドパークにおいて、前記制御ユニットは、各々の前記風力発電装置を、前記エラーの発生後、前記風力発電装置の各々のために予め固定された時間の後にシャットダウンするように構成されていることが好ましい。
（形態３）中央ウインドパーク制御ユニットと、複数の風力発電装置とを有するウインドパークを制御する方法であって、前記中央ウインドパーク制御ユニットは、データバスを介して複数の前記風力発電装置と接続されており、以下のステップ、即ち、前記中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス上にエラーが発生した場合に、エラー運動モードとして前記中央ウインドパーク制御ユニットに依存せずに前記風力発電装置を制御するステップと、前記中央ウインドパーク制御ユニット内にエラーが発生した場合、及び／又は前記データバス上にエラーが発生した場合に、前記制御ユニットにより各々の前記風力発電装置を時間的に相前後してシャットダウンするステップとを含むこと。
【国際調査報告】
2016516937.tif 000005
2016516937.tif 000006
2016516937.tif 000007
2016516937.tif 000008