СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ РЕГУЛИРУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ОТ РЕГУЛЯТОРА, В ЧАСТНОСТИ РЕГУЛЯТОРА ВЕТРОПАРКА НА БЛОКИ, А ТАКЖЕ РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК И РЕГУЛЯТОР Российский патент 2020 года по МПК G05B19/418 F03D7/04 

Данное изобретение касается обмена данными в ветропарке или с ветропарком, а именно между блоками ветропарка, такими как ветроэнергетические установки, аккумуляторы энергии или регуляторы ветропарка, и регулятором, например, регуляторами ветропарка, системами SCADA (системами диспетчерского контроля и сбора данных), кластерными (групповыми) регуляторами (Cluster-Regler) или регуляторами в диспетчерских пунктах операторов.

Согласно уровню техники известно, что ветропарки имеют многоступенчатый, например, двухступенчатый контур регулирования, причем первая ступень, а именно ступень регулирования более высокого уровня обеспечивается посредством регулятора ветропарка, который определяет регулирующие величины, называемые также регулирующими воздействиями, для отдельных блоков ветропарка, например, ветроэнергетических установок ветропарка. Эти регулирующие величины в регуляторах отдельных блоков рассматриваются как задающая величина или заданные значения, и там подаются во вторую, а именно подчиненную структуру регулирования.

Данное изобретение касается, например, регулятора ветропарка и, соответственно, передачи определяемого регулятором ветропарка регулирующего воздействия на ветроэнергетическую установку. Таким образом, данное изобретение в приведенном в качестве примера случае касается вышеназванной структуры регулирования более высокого уровня, однако, не ограничивается этим случаем. Более того, в основном рассматривается такой обмен данными в ветропарке между регулятором ветропарка и ветроэнергетической установкой, причем данное изобретение может применяться для обмена данными между кластерными регуляторами для нескольких регуляторов ветропарка.

В вышеуказанном примере регулятор ветропарка получает фактические значения через обратную связь, например, из точки измерения в области точки включения ветропарка в питающую сеть, называемой также сетевым узлом. То есть, в сетевом узле, в котором все блоки ветропарка сообща подают энергию в сеть, измеряются параметры, например, напряжение, частота, активная мощность и/или реактивная мощность, которые обеспечивают эти блоки и которые подаются в питающую сеть, и предоставляется как фактическое значение.

Это фактическое значение подается на регулятор ветропарка, который в зависимости от так же предоставляемой задающей величины предоставляет регулирующие величины или, соответственно, регулирующие воздействия для отдельных блоков. Предоставляемые регулятором ветропарка регулирующие воздействия по линии передачи данных, которая из соображений защиты данных выполнена как электрическая линия, передаются на отдельные блоки ветропарка. Однако, вследствие физических свойств этих линий передачи данных скорость передачи данных ограничена, так что регулятором ветропарка на отдельные блоки может передаваться лишь некоторое максимальное число пакетов данных за определенный промежуток времени.

Поскольку регулирующие воздействия предоставляются регулятором ветропарка со скоростью актуализации за несколько секунд или даже менее, чем за секунду, то регулирующие воздействия передаются с пакетами данных, которые выполнены как так называемая циркулярная передача сообщений (широковещательный пакет). То есть, все блоки ветропарка запрашиваются пакетом данных или, соответственно, получают этот пакет данных и в соответствии со скоростью актуализации принимают на себя содержащееся в пакете данных регулирующее воздействие для актуализации прежде полученного регулирующего воздействия.

С учетом все более строгих требований к устанавливаемым параметрам подаваемой в сеть энергии помимо характерных для ветропарка возмущающих воздействий, которые могут воздействовать на контур регулирования регулятора ветропарка, т.е. если смотреть на уровне ветропарка, необходимо, однако, рассматривать и возмущающие воздействия, которые оказывают индивидуальное воздействие на отдельные блоки. Поэтому желательно предоставлять регулирующие воздействия от регулятора ветропарка в распоряжение каждого отдельного блока и передавать на отдельные блоки. Однако, вследствие вышеупомянутого ограничения скорости передачи данных, в частности, в случае уже существующего ветропарка с устаревшей техникой передачи данных невозможна передача индивидуальных регулирующих воздействий на все блоки с вышеназванной желаемой большой скоростью актуализации.

Поэтому в основу данного изобретения положена задача, состоящая в том, чтобы предложить решение по меньшей мере одной из упомянутых проблем уровня техники. В частности, предоставление индивидуальных регулирующих воздействий для каждого блока, например, ветропарка, должно обеспечиваться с подходящей скоростью актуализации.

Немецкое патентное ведомство выявило уровень техники по приоритетной заявке к настоящей заявке: WO 2016/128005 A1 и DE 10 2010 056 456 A1.

Кроме того, изобретение касается способа передачи регулирующих воздействий от регулятора, который предпочтительно является регулятором ветропарка, системой SCADA, кластерным регулятором или регулятором в диспетчерских пунктах операторов, а именно операторов сети и/или ветропарка, в блоки, предпочтительно ветропарка. Этими блоками являются, например, ветроэнергетические установки ветропарка. Другим примером блоков ветропарка являются накопители энергии, например, аккумуляторы или сам регулятор ветропарка, если он посредством кластерного регулятора или оператором сети должен нагружаться регулирующими воздействиями в смысле данного изобретения.

Согласно данному изобретению в регуляторе определяются первая составляющая регулирующего воздействия и вторая составляющая регулирующего воздействия. Первая составляющая регулирующего воздействия выдается в первом пакете данных, а вторая составляющая регулирующего воздействия выдается во втором пакете данных. Тогда первый блок получает первый пакет данных с первой составляющей регулирующего воздействия. Точно так же первый блок получает второй пакет данных со второй составляющей регулирующего воздействия. В блоке затем формируется регулирующее воздействие из первой составляющей регулирующего воздействия и второй составляющей регулирующего воздействия. Кроме того, согласно данному изобретению первый пакет данных содержит адрес принимающего устройства (Empfängeradresse), который закреплен за первым блоком и по меньшей мере за еще одним блоком. Второй пакет данных содержит адрес принимающего устройства, который закреплен по меньшей мере за указанным первым блоком.

Предпочтительно, таким образом, две составляющие регулирующего воздействия передаются регулятором раздельно в двух пакетах данных. Эти составляющие могут позднее в блоке объединяться в регулирующее воздействие. При этом по меньшей мере первый пакет данных, содержащий первую составляющую регулирующего воздействия, снабжается адресом принимающего устройства таким образом, что первый пакет данных может быть принят более чем одним блоком. В соответствии с этим с указанным первым пакетом данных выдается составляющая регулирующего воздействия, которая обобщенно действительна для нескольких или для всех блоков при регулировании на момент передачи. В отличие от этого второй пакет данных содержит составляющую регулирующего воздействия, которая предназначена индивидуально для одного конкретного, здесь - для первого блока, и в соответствии с этим принимается только этим конкретным блоком.

Сообразно с этим первые пакеты данных с первой составляющей регулирующего воздействия пересылаются чаще, чем вторые пакеты данных с второй составляющей регулирующего воздействия, так что актуализация составляющей регулирующего воздействия отдельных блоков может происходить с желаемой высокой частотой. В отличие от этого предназначенные для этих блоков вторые составляющие регулирующего воздействия, которые устанавливаются индивидуально для каждого отдельного блока, могут передаваться с меньшей скоростью актуализации.

За счет этого, кроме того, создается то преимущество, что индивидуальные составляющие регулирующего воздействия должны рассчитываться или определяться с меньшей частотой, чем глобально действующие составляющие регулирующего воздействия. В частности, поскольку определение индивидуальных составляющих регулирующего воздействия отчасти требует большего объема вычислений, чем определение глобальных составляющих регулирующего воздействия, то таким образом, высокая скорость актуализации регулирующего воздействия может быть реализована и без необходимости существенного увеличения объема вычислений в регуляторе для дополнительного предоставления индивидуальных составляющих регулирующего воздействия.

Согласно первому варианту выполнения первая составляющая регулирующего воздействия и вторая составляющая регулирующего воздействия сохраняются в запоминающем устройстве первого блока. После приема дополнительного пакета данных со дополнительной первой составляющей регулирующего воздействия указанное регулирующее воздействие в первом блоке будет образовано из указанной дополнительной первой составляющей регулирующего воздействия и сохраненной второй составляющей регулирующего воздействия. Одновременно или после этого указанная дополнительная первая составляющая регулирующего воздействия сохраняется в запоминающем устройстве и, таким образом, сохраненная перед этим первая составляющая регулирующего воздействия предпочтительно переписывается.

В том случае, если первый блок принимает дополнительный пакет данных со дополнительной второй составляющей регулирующего воздействия, то регулирующее воздействие первого блока определяется из сохраненной первой составляющей регулирующего воздействия и указанной дополнительной второй составляющей регулирующего воздействия. И в этом случае указанная дополнительная вторая составляющая регулирующего воздействия либо одновременно, либо после образования регулирующего воздействия сохраняется в запоминающем устройстве. Предпочтительно сохраненная перед этим вторая составляющая регулирующего воздействия переписывается указанной дополнительной второй составляющей регулирующего воздействия.

За счет сохранения первой и второй составляющих регулирующего воздействия в запоминающем устройстве гарантируется, что в любой момент времени, в который первый блок принимает дополнительную составляющую регулирующего воздействия, может определяться регулирующее воздействие, так как указанная соответственно другая составляющая регулирующего воздействия, которая была получена не в этот момент, уже сохранена в запоминающем устройстве.

Согласно еще одному варианту выполнения первый пакет данных передается циклически, т.е. поинтервально, или основываясь на событии, и/или второй пакет данных передается циклически или основываясь на событии.

Согласно еще одному варианту выполнения первая составляющая регулирующего воздействия соответствует абсолютному или процентному значению. Вторая составляющая регулирующего воздействия тоже соответствует абсолютному или процентному значению. Указанное регулирующее воздействие затем определяется в этом блоке путем суммирования первой составляющей регулирующего воздействия и второй составляющей регулирующего воздействия. В качестве альтернативы этому примеру осуществления предусматривается перемножение первой и второй составляющих регулирующего воздействия. В таком альтернативном варианте первая составляющая регулирующего воздействия соответствует абсолютному или процентному значению, а вторая составляющая регулирующего воздействия соответствует коэффициенту. Соответственно этому, указанное регулирующее воздействие в первом блоке определяется, тем самым, путем умножения первой составляющей регулирующего воздействия на вторую составляющую регулирующего воздействия.

Таким образом, возможна быстрая обработка данных для определения регулирующего воздействия в первом блоке. Тем самым, регулирующее воздействие может определяться непосредственно путем простого суммирования или умножения, т.е. без затратных повторных вычислений первой составляющей регулирующего воздействия и второй составляющей регулирующего воздействия.

Согласно еще одному варианту выполнения регулирующее воздействие может принимать минимальное и максимальное значения. Первое регулирующее воздействие согласно этому варианту выполнения имеет значение между 0 и 100% от разности между этими минимальным и максимальным значениями. Вторая составляющая регулирующего воздействия имеет значение между -100% и 100% от разности между этими минимальным и максимальным значениями.

За счет этого посредством передачи первой составляющей регулирующего воздействия и второй составляющей регулирующего воздействия можно сформировать регулирующее воздействие, которое имеет указанное минимальное значение, даже если, например, первая составляющая регулирующего воздействия имеет значение, которое больше этого минимального значения. Это происходит за счет второй составляющей регулирующего воздействия, которая согласно этому варианту выполнения может быть отрицательной и, например, в случае суммирования обеих составляющих регулирующего воздействия для получения регулирующего воздействия, может компенсировать значение первой составляющей регулирующего воздействия.

Согласно еще одному варианту выполнения первая составляющая регулирующего воздействия формируется в зависимости от глобальных, например, типичных для ветропарка параметров для нескольких или для всех блоков. То есть, первая составляющая регулирующего воздействия определяется в регуляторе в зависимости от параметров, которые представляют собой величину возмущающего воздействия на объекты регулирования всех указанных блоков, которая, таким образом, по существу, одинакова для всех блоков. Изменения запрашиваемых здесь параметров имеют, тем самым, по существу, одинаковые последствия для всех блоков.

Вторая составляющая регулирующего воздействия согласно этому варианту выполнения определяется в регуляторе в зависимости от характерных для блока параметров. Характерные для блока параметры описывают, таким образом, параметры, которые как величина возмущающего воздействия оказывают особенное влияние на отдельный блок. В случае, если характерный для блока параметр изменяется, то он, по существу, имеет влияние на отдельный блок и соответственно этому должен предоставляться при определении для этого блока регулирующего воздействия, на который влияет этот характерный для блока параметр.

Согласно одному особому варианту выполнения первая составляющая регулирующего воздействия определяется в зависимости от задающей величины, которая заранее задается оператором, а именно, например, оператором ветропарка и/или оператором сети. Сообразно с этим оператор предварительно задает на регулятор задающую величину, которая может этим оператором изменяться. Такого рода задающими величинами являются, например, определенные заданные показатели мощности, например, заданная реактивная мощность или заданная активная мощность, которая, например, должна подаваться ветропарком в подключенную сеть.

В зависимости от уровня энергопотребления, которое в разное время суток разное, например, ночью подают в сеть меньше электрической энергии, чем днем. Сообразно с этим оператор предварительно задает задающую величину, чтобы управлять этими вариациями энергоснабжения. Эта задающая величина сообразно с этим оказывает влияние на все блоки, например, ветропарка или кластера (Cluster), т.е. нескольких ветропарков или нескольких источников энергии, которые подключены в один кластер. Соответственно этому указанная задающая величина при предоставлении регулирующего воздействия в один блок должна в равной мере учитываться всеми блоками. Сообразно с этим и первая составляющая регулирующего воздействия, которая передается на несколько блоков или на все блоки, например, ветропарка или кластера, принимается несколькими или всеми блоками с первым пакетом данных и зависит от задающей величины, заданной оператором, должна учитываться при расчете регулирующего воздействия в каждом из соответствующих блоков.

Согласно еще одному варианту выполнения вторая составляющая регулирующего воздействия определяется для по меньшей мере одного определенного блока в зависимости от задающей величины, которая определяется параметрами, характерными для места установки этого определенного блока. В зависимости от места установки блока, сообразно с этим, характерные параметры, а именно параметры, характерные для этого места установки, оказывают влияние на объект регулирования блока, работающего в этом месте установки. Поскольку эти характерные параметры создают лишь определенные последствия для этого определенного блока в соответствующем месте установки, то эти параметры при предоставлении регулирующего воздействия можно было бы не учитывать для других блоков. Тем самым, только вторая составляющая регулирующего воздействия определяется отдельно для определенного блока, т.е. для нескольких определенных блоков по отдельности.

Характерными параметрами являются, например, позиция блока внутри ветропарка или длина электрической линии от блока до узла подачи энергии или до трансформатора ветропарка. Позиция блока внутри ветропарка в случае, если блок представляет собой ветроэнергетическую установку, должна учитываться, например, при различных направлениях ветра. Ветропарком обычно называется комплекс из нескольких ветроэнергетических установок, которые позиционированы в пространственной близости друг от друга. При этом ветроэнергетические установки устанавливаются, например, рядами друг возле друга или друг за другом. В случае, если, например, преобладает направление ветра, которое позволяет ветру обдувать ветропарк с определенной стороны, то ветроэнергетические установки во втором ряду, если смотреть со стороны этого направления ветра, загораживаются ветроэнергетическими установками, стоящими в первом ряду. Для увеличения количества вырабатываемой энергии ветропарка предпочтительно поэтому ветроэнергетические установки, стоящие в первом ряду, эксплуатировать с меньшей частотой вращения, чем установки из расположенных за ними рядов, чтобы минимизировать эти экранирующие (затеняющие) эффекты. Сообразно с этим задающие величины определяются, например, в зависимости от направления ветра и от места установки определенного блока, для каждого места установки блока по-разному, и тем самым учитываются во второй составляющей регулирующего воздействия.

Другими параметрами являются, например, дата установки и связанный с этим уровень оплаты (Vergütungshöhe) энергии, подаваемой ветроэнергетической установкой. В частности, за счет дооснащения ветропарка, а именно - обычно в одном и том же ветропарке эксплатируются ветроэнергетические установки, энергия которых оплачивается по-разному. При этом - с точки зрения оператора парка - целесообразно подавать больше энергии от лучше оплачиваемых ветроэнергетических установок - если только ими уже и так не обеспечивается максимальная энергетическая мощность парка, чем от ветроэнергетических установок, энергия которых оплачивается относительно ниже.

Согласно еще одному варианту выполнения регулирующее воздействие и, соответственно этому, предпочтительно также первая и вторая составляющие регулирующего воздействия представляют собой регулирующую величину мощности (Leistungsstellgröße), а именно регулирующую величину активной мощности или регулирующую величину реактивной мощность, регулирующую величину напряжения (Spannungsstellgröße) или регулирующую величину частоты (Frequenzstellgröße).

Кроме того, данное изобретение касается регулятора, например, регулятора ветропарка, кластерного регулятора или регулятора оператора для осуществления способа согласно одному из вышеуказанных вариантов выполнения. Регулятор содержит вычислительный блок регулятора для определения первой составляющей регулирующего воздействия и второй составляющей регулирующего воздействия. Кроме того, регулятор содержит по меньшей мере один узел подключения к сети передачи данных для соединения по меньшей мере одного канала передачи данных с блоками, в частности, с ветроэнергетическими установками или аккумуляторами энергии, например, одного ветропарка. Далее, этот узел подключения к сети передачи данных служит для передачи первой составляющей регулирующего воздействия в первом пакете данных и для передачи второй составляющей регулирующего воздействия во втором пакете данных. При этом указанный регулятор выполнен с возможностью указания первому пакету данных адреса принимающего устройства, который закреплен за первым блоком и по меньшей мере еще одним блоком. Кроме того, регулятор выполнен с возможностью указания второму пакету данных адреса принимающего устройства, который закреплен по меньшей мере за первым блоком.

Согласно одному варианту выполнения регулятор содержит вход данных для приема задающих величин, которые задаются оператором ветропарка и/или оператором сети и учитываются при определении первой составляющей регулирующего воздействия и/или второй составляющей регулирующего воздействия.

Кроме того, в регуляторе согласно еще одному варианту выполнения предусмотрено запоминающее устройство для параметров, характерных для блоков. Запоминающее устройство содержит характерные для блоков параметры, такие как место установки каждого отдельного блока или длина электрической линии от каждого блока до узла ввода питания, например, ветропарка. Таким образом, задающие величины могут учитываться для определения второй составляющей регулирующего воздействия в зависимости от сохраненных характерных для блоков параметров.

Согласно еще одному варианту выполнения регулятор содержит один или несколько входов датчиков, которые могут соединяться с датчиками окружающей среды, такими, как например, анемометры. При определении составляющих регулирующего воздействия могут определяться переменные значения параметров окружающей среды.

Далее, данное изобретение касается блока, например, ветроэнергетической установки для ветропарка, кластерного регулятора или контейнера аккумуляторной батареи (Batteriecontainer) для осуществления способа согласно любому из вышеуказанных вариантов выполнения. Такой блок содержит вход данных для приема первого пакета данных с первой составляющей регулирующего воздействия и для приема второго пакета данных с второй составляющей регулирующего воздействия. Далее, блок содержит вычислительный блок для блока, служащий для того, чтобы формировать регулирующее воздействие из первой составляющей регулирующего воздействия и из второй составляющей регулирующего воздействия.

Согласно одному варианту выполнения вычислительный блок для блока содержит запоминающее устройство для сохранения первой составляющей регулирующего воздействия и второй составляющей регулирующего воздействия. Кроме того, это вычислительный блок для блока выполнен с возможностью суммирования первой составляющей регулирующего воздействия и второй составляющей регулирующего воздействия или с возможностью перемножения первой составляющей регулирующего воздействия со второй составляющей регулирующего воздействия.

Далее, данное изобретение касается ветропарка с регулятором, а именно с регулятором ветропарка согласно одному из вышеуказанных вариантов выполнения, и с несколькими блоками, а именно ветроэнергетическими установками согласно по меньшей мере одному из вышеуказанных вариантов выполнения.

Другие варианты выполнения данного изобретения вытекают из примеров осуществления, которые ниже будут рассмотрены более подробно с привлечением чертежей. На них показано дополнительное.

Фиг. 1 ветроэнергетическая установка,

Фиг. 2 ветропарк,

Фиг. 3 увеличенное изображение регулятора ветропарка и его соединения с ветроэнергетической установкой, и

Фиг. 4 пример осуществления способа.

На Фиг. 1 показано схематичное изображение 100, а именно ветроэнергетической установки 100 ветропарка 112. Ветроэнергетическая установка 100 имеет башню 102 и гондолу 104 на башне 102. На гондоле 104 предусмотрен аэродинамический ротор 106 с тремя роторными лопастями 108 и обтекателем 110. Аэродинамический ротор 106 во время работы ветроэнергетической установки приводится ветром во вращательное движение и тем самым приводит во вращение ротор или якорь генератора, который непосредственно или опосредованно связан с аэродинамическим ротором 106. Электрический генератор установлен в гондоле 104 и производит электрическую энергию. Углы установки роторных лопастей 108 могут изменяться посредством двигателей для установки углов атаки на комлях соответствующих роторных лопастей 108.

На Фиг. 2 показан ветропарк 112, в качестве примера с тремя ветроэнергетическими установками 100, которые могут быть одинаковыми или разными. Эти три ветроэнергетические установки 100 являются, тем самым, репрезентативными в принципе для любого числа ветроэнергетических установок 100 ветропарка 112. Ветроэнергетические установки 100 предоставляют свою мощность, а именно, в частности, выработанный ток через электрическую сеть 114 парка. При этом соответствующие выработанные токи или, соответственно, мощности отдельных ветроэнергетических установок 100 суммируются, и чаще всего предусмотрен трансформатор 116, который повышает напряжение в парке 112, чтобы затем в точке 118 подачи энергии, которая обобщенно обозначается также PCC, сетевым узлом или сетевым узлом подачи энергии (Netzeinspeiseknoten), подавать его в питающую сеть 120. На Фиг. 2 показано лишь упрощенное представление ветропарка 112. Также в качестве примера эта сеть 114 парка может быть сформирована иначе, например, за счет того, что на выходе каждой ветроэнергетической установки 100 может быть предусмотрен трансформатор 116, (как пример другого варианта выполнения).

Далее, на Фиг. 2 показан регулятор 10, который здесь является регулятором 10 ветропарка, который через шинную систему 12 объединен с каждой отдельной ветроэнергетической установкой 100. Кроме того, на Фиг. 2 имеется центральный пост управления 14 оператора, а именно оператора сети или оператора парка. В данном примере осуществления подробно рассматривается передача данных между регуляторами 10 ветропарка и ветроэнергетическими установками 100. Поэтому указанный центральный пост управления 14 в этом конкретном примере не описан как регулятор 10. Однако, этот пример осуществления мог бы также быть расширен за счет рассмотрения передачи данных между оператором и регулятором 10 ветропарка, так что этот центральный пост управления мог бы рассматриваться как регулятор, а регулятор ветропарка как блок. Центральный пост управления 14 объединен с входом 15 данных регулятора 10 ветропарка посредством соединения 16. Это соединение 16 соответствует, например, соединению TCP/IP (протокол управления передачей/межсетевой протокол).

На Фиг. 3 показан регулятор 10 ветропарка в увеличенном масштабе. Этот регулятор 10 ветропарка содержит вход 15 данных, которым регулятор 10 ветропарка объединен с центральным постом управления 14 оператора. Кроме того, этот регулятор 10 ветропарка содержит вход 17 данных, с которым связан по меньшей мере один датчик 18. Этот датчик 18 является датчиком окружающей среды. Датчик 18 служит, например, для определения преобладающего направления ветра и скорости ветра в области ветропарка 112.

Далее, регулятор 10 ветропарка имеет еще один вход 20 данных, на который подается обратная связь 19 контура регулирования, который управляется регулятором 21 указанного регулятора 10 ветропарка. Эта обратная связь 19 связана с точкой 22 измерения, которая расположена в области точки 118 подачи энергии и измеряет электрические параметры сети 114 парка. Этими электрическими параметрами являются, например, напряжение и/или частота электрического тока, или, соответственно, электрического напряжения в сети 114 парка. Отклонение 24 регулируемой величины определяется в регуляторе 10 ветропарка путем подачи обратной связи 19 через вход 20 данных и сравнения с задающей величиной, предварительно введенной оператором через вход 15 данных. Указанное отклонение регулируемой величины 24 подается на регулятор 21, который определяет регулирующую величину для блоков 100 ветропарка 112.

Согласно изобретению эта регулирующая величина обозначается как первая составляющая 26 регулирующего воздействия. Первая составляющая 26 регулирующего воздействия подается на связной интерфейс 28, который эту первую составляющая 26 регулирующего воздействия вместе с адресом принимающего устройства собирает в один пакет данных. Затем этот пакет данных через выход 30 данных передается на шинную систему 12, которая может называться также магистралью данных. Адрес принимающего устройства при этом выбран связным интерфейсом 28 так, что этот пакет данных принимается всеми блоками 100 в ветропарке 112 через их соответствующие входы 27 данных.

То есть, каждая из ветроэнергетических установок 100 отбирает эту первую составляющую 26 регулирующего воздействия из первого пакета данных и сохраняет ее, с одной стороны, в запоминающем устройстве 32. С другой стороны, первая составляющая 26 регулирующего воздействия подается на вычислительный блок 34 ветроэнергетической установки, который из первой составляющей 26 регулирующего воздействия определяет регулирующее воздействие 78 для регулятора 38 ветроэнергетической установки. Это регулирующее воздействие 78, таким образом, с точки зрения регулятора 10 ветропарка является регулирующей величиной, однако, одновременно соответствует заданной величине с точки зрения системы регулирования ветроэнергетических установок.

Первая составляющая 26 регулирующего воздействия в регуляторе 10 ветропарка дополнительно подается на блок 40 определения (Ermittlungseinheit), который может быть также еще одним регулятором, на который также подается обратная связь 19. На этот блок 40 определения подаются также данные с датчиков 18, и блок 40 определения может обращаться к запоминающему устройству 42 регулятора 10 ветропарка. В запоминающем устройстве 42 сохранены характерные для указанного места установки отдельных ветроэнергетических установок 100 параметры, например, позиции ветроэнергетической установки 100 внутри ветропарка 112.

В указанном блоке 40 определения затем на основании первой составляющей 26 регулирующего воздействия, характерных данных, сохраненных в запоминающем устройстве 42, а также данных, полученных от датчиков 18, определяются вторые составляющие 44 регулирующего воздействия для каждой из ветроэнергетических установок 100. Эти вторые составляющие 44 регулирующего воздействия тоже подаются на связной интерфейс 28, который формирует вторые пакеты данных, причем каждый из этих вторых пакетов данных содержит вторую составляющую 44 регулирующего воздействия и адрес конкретной ветроэнергетической установки 100, для которой эта вторая составляющая 44 регулирующего воздействия была определена с учетом сохраненных в запоминающем устройстве 42 характерных данных этой ветроэнергетической установки 100. Эти вторые пакеты данных тоже передаются через выход 30 данных на шинную систему 12. Каждая из ветроэнергетических установок 100 получает в таком случае соответственно пакет данных, адресованных соответствующей ветроэнергетической установке 100. Из него извлекается вторая составляющая 44 регулирующего воздействия и тоже сохраняется в запоминающем устройстве 32 соответствующей ветроэнергетической установки 100.

Таким образом, можно предоставить первую составляющую 26 регулирующего воздействия, а также индивидуальную вторую составляющую 44 регулирующего воздействия для каждой ветроэнергетической установки 100 и индивидуально передать на каждую из ветроэнергетических установок 100. Индивидуальная составляющая 44 регулирующего воздействия, а именно вторая составляющая 44 регулирующего воздействия, актуализируется при этом со сравнительно небольшой частотой, так что со связного интерфейса 28 передаются пакеты данных с первой составляющей 26 регулирующего воздействия со сравнительно большой частотой повторения импульсов или с большой частотой.

Первые пакеты данных с первой составляющей 26 регулирующего воздействия передаются соответственно этому, например, всегда по истечении промежутка времени, например, составляющего менее 10 сек, например, порядка одной секунды. Вторые пакеты данных с вторыми составляющими 44 регулирующего воздействия передаются, например, только в том случае, если, например, датчик 18 детектирует изменяющееся направление ветра, и поэтому с учетом позиций отдельных ветроэнергетических установок 100 внутри комплекса ветропарка 112 для соответствующей ветроэнергетической установки 100 необходимы регулирующие величины, отклоняющиеся от действительных в целом регулирующих величин.

На Фиг. 4 показана принципиальная блок-схема предлагаемого изобретением способа согласно одному примеру осуществления. Сначала оператор сети передает задающую величину 50 на регулятор 10 ветропарка, и на этапе 52 регулятор 10 принимает ее. На этапе 54 принятая задающая величина 50 сравнивается с фактическим значением, измеренным в точке 118 подачи энергии и тоже поданным на регулятор 10 ветропарка. Разность 56 затем подается на регулятор 21 регулятора 10 ветропарка, и в регуляторе 21 на этапе 58 определяется первая составляющая 26 регулирующего воздействия. Первая составляющая 26 регулирующего воздействия затем подается на связной интерфейс 28, который передает на этапе 60 передачи первый пакет 64 данных. Первый пакет 64 данных затем на этапе 62 принимается одной ветроэнергетической установкой 100 и на этапе 65 запоминания сохраняется в запоминающем устройстве 32 ветроэнергетической установки 100.

Одновременно первая составляющая 26 регулирующего воздействия, после того как она была определена в регуляторе 21 на этапе 58, подается на блок 40 определения, и в этом блоке 40 определения определяется 66 вторая составляющая 44 регулирующего воздействия. Вторая составляющая 44 регулирующего воздействия затем тоже подается на связной интерфейс 28 и на этапе 68 передается во втором пакете 70 данных.

На этапе 72 второй пакет 70 данных принимается ветроэнергетической установкой 100, и вторая составляющая 44 регулирующего воздействия второго пакета 70 данных на этапе 74 сохраняется в запоминающем устройстве 42. После того, как первая составляющая 26 регулирующего воздействия и вторая 44 регулирующего воздействия на этапах 65 и 74 были сохранены ветроэнергетической установкой 100, на этапе 76 вычислительным блоком 34 ветроэнергетической установки определяется регулирующее воздействие 78 и подается на регулятор 38 указанной ветроэнергетической установки 100.

Перечень ссылочных позиций

100 ветроэнергетическая установка/ветроэнергетические установки/блок

102 башня

104 гондола

106 аэродинамический ротор

108 три роторные лопасти

110 обтекатель

112 ветропарк

114 сеть парка

116 трансформатор

118 точка подачи энергии

120 питающая сеть

10 регулятор ветропарка/регулятор

12 шинная система

14 центральный пост управления

15, 20 вход данных

16 соединение

17 вход данных от датчиков

18 датчик/датчик окружающей среды

19 обратная связь

21 регулятор

22 точка измерения

24 отклонение регулируемой величины

26 первая составляющая регулирующего воздействия

27 вход данных блока

28 связной интерфейс

30 выход данных

32 запоминающее устройство блока

34 вычислительный блок ветроэнергетических установок/

вычислительный блок для блока

38 регулятор ветроэнергетических установок

40 блок определения

41 вычислительный блок регулятора

42 запоминающее устройство регулятора ветропарка

44 вторая составляющая регулирующего воздействия

50 задающая величина

52, 54, 58, этап

62, 72, 74, 76 этап

56 разность

60 этап отправки

64 первый пакет данных

65 этап сохранения

68 передача/отправка

70 второй пакет данных

78 регулирующее воздействие.

Способ передачи регулирующих воздействий (36, 78) от регулятора (10) ветропарка (112) на блоки (100) включает в себя определение первой и второй составляющих (26, 44) регулирующего воздействия и выдачу их соответственно в первом и втором пакетах (64, 70) данных, прием пакетов данных первым блоком (100) и формирование (76) регулирующего воздействия (78) из первой и второй составляющих (26, 44) регулирующего воздействия в первом блоке (100). Первый пакет (64) данных содержит адрес принимающего устройства, который закреплен за первым блоком (100) и дополнительным блоком (100), а второй пакет (70) данных содержит адрес принимающего устройства, который закреплен за первым блоком (100). Первые пакеты (64) данных с первой составляющей (26) регулирующего воздействия пересылают чаще, чем вторые пакеты (70) данных со второй составляющей (44) регулирующего воздействия. Данное изобретение касается также регулятора (10) ветропарка, ветроэнергетической установки (100), а также ветропарка (112) для осуществления указанного способа. Обеспечивается предоставление индивидуальных регулирующих воздействий для каждого блока ветопропарка с подходящей скоростью актуализации. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ передачи регулирующих воздействий (36, 78) от регулятора (10), например, регулятора (10) ветропарка (112) на блоки (100), в частности, по меньшей мере на одну ветроэнергетическую установку (100) и/или по меньшей мере на один аккумулятор (32) энергии ветропарка (112), включающий в себя этапы:

- определение (58) первой составляющей (26) регулирующего воздействия,

- определение (66) второй составляющей (44) регулирующего воздействия посредством регулятора (10),

- выдача (60) первой составляющей (26) регулирующего воздействия в первом пакете (64) данных,

- выдача (68) второй составляющей (44) регулирующего воздействия во втором пакете (70) данных,

- прием (62) первым блоком (100) первого пакета (64) данных с первой составляющей (26) регулирующего воздействия,

- прием (72) первым блоком (100) второго пакета (70) данных со второй составляющей (44) регулирующего воздействия, и

- формирование (76) регулирующего воздействия (78) из первой составляющей (26) регулирующего воздействия и второй составляющей (44) регулирующего воздействия в первом блоке (100),

- причем первый пакет (64) данных содержит адрес принимающего устройства, который закреплен за первым блоком (100) и по меньшей мере одним дополнительным блоком (100), а второй пакет (70) данных содержит адрес принимающего устройства, который закреплен по меньшей мере за первым блоком (100),

- причем первые пакеты (64) данных с первой составляющей (26) регулирующего воздействия пересылают чаще, чем вторые пакеты (70) данных со второй составляющей (44) регулирующего воздействия.

2. Способ по п. 1, в котором первую составляющую (26) регулирующего воздействия и вторую составляющую (44) регулирующего воздействия сохраняют (65, 74) в запоминающем устройстве (32) первого блока (100),

- после приема (62) дополнительного пакета (64) данных с дополнительной первой составляющей (26) регулирующего воздействия формируют регулирующее воздействие (78) из дополнительной первой составляющей (26) регулирующего воздействия и сохраненной второй составляющей (44) регулирующего воздействия, и

- после приема (72) дополнительного пакета (70) данных с дополнительной второй составляющей (44) регулирующего воздействия формируют регулирующее воздействие (78) из сохраненной первой составляющей (26) регулирующего воздействия и дополнительной второй составляющей (44) регулирующего воздействия, и

- дополнительную первую составляющую (26) регулирующего воздействия или дополнительную составляющую (44) регулирующего воздействия сохраняют в запоминающем устройстве (32).

3. Способ по п. 1 или 2, в котором первый пакет (64) данных передают (60, 68) циклически или основываясь на событии и второй пакет (70) данных передают (60, 68) циклически или основываясь на событии.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором

- первая составляющая (26) регулирующего воздействия соответствует абсолютному или процентному значению, а вторая составляющая (44) регулирующего воздействия соответствует второму абсолютному или процентному значению, и регулирующее воздействие (78) определяют в первом блоке (100) путем суммирования первой составляющей (26) регулирующего воздействия и второй составляющей (44) регулирующего воздействия, или

- первая составляющая (26) регулирующего воздействия соответствует абсолютному или процентному значению, а вторая составляющая (44) регулирующего воздействия соответствует коэффициенту, и регулирующее воздействие (78) определяют путем умножения первой составляющей (26) регулирующего воздействия на вторую составляющую (44) регулирующего воздействия.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором регулирующее воздействие (78) может принимать значения между минимальным и максимальным значением и первая составляющая (26) регулирующего воздействия имеет значение между 0 и 100% от разности между минимальным и максимальным значением, а вторая составляющая (44) регулирующего воздействия имеет значение между -100% и 100% от разности между минимальным и максимальным значением.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первую составляющую (26) регулирующего воздействия определяют в зависимости от глобальных, предпочтительно типичных для ветропарков параметров для нескольких или для всех блоков (100), а вторую составляющую (44) регулирующего воздействия определяют в зависимости от параметров, характерных для блоков.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором первую составляющую (26) регулирующего воздействия определяют регулятором (10) в зависимости от задающей величины (50) для регулятора (10), которая предварительно задается оператором ветропарка и/или оператором сети.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором вторую составляющую (44) регулирующего воздействия для определенного блока (100) определяют в зависимости от задающей величины (50), которая определяется характерными для блока (100) параметрами, в частности позицией блока (100) внутри ветропарка (112) и/или длиной электрической линии от блока (100) до сетевого узла (118) подачи энергии ветропарка (112).

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором регулирующее воздействие (78) представляет собой управляющее воздействие на мощность, а именно управляющее воздействие на активную мощность или управляющее воздействие на реактивную мощность, управляющее воздействие на напряжение или управляющее воздействие на частоту.

10. Регулятор, в частности, для ветропарка (112) для осуществления способа по любому из пп. 1-9, содержащий

- вычислительный блок (41) регулятора для определения первой составляющей (26) регулирующего воздействия и второй составляющей (44) регулирующего воздействия,

- по меньшей мере один выход (30) данных для подключения канала (12) передачи данных, в частности, шинного соединения к блокам (100), в частности к ветроэнергетическим установкам (100) или аккумулятору энергии, и для передачи первой составляющей (26) регулирующего воздействия в первом пакете (64) данных и второй составляющей (44) регулирующего воздействия во втором пакете (70) данных.

11. Регулятор по п. 10, причем регулятор содержит по меньшей мере один вход (15) данных для приема задающей величины (50) от оператора сети и/или от оператора ветропарка.

12. Регулятор по п. 10 или 11, причем регулятор (10) содержит запоминающее устройство (42) для сохранения характерных для блоков параметров.

13. Регулятор по любому из пп. 10-12, причем регулятор (10) содержит по меньшей мере один вход (17) данных для подключения по меньшей мере одного датчика (18), в частности датчика окружающей среды для определения, например, направления ветра и скорости ветра.

14. Блок, в частности, для ветропарка (112) для осуществления способа по любому из пп. 1-9, содержащий

- по меньшей мере один вход (27) данных для приема первого пакета (64) данных с первой составляющей (26) регулирующего воздействия и для приема второго пакета (70) данных со второй составляющей (44) регулирующего воздействия, и

- вычислительный блок (34) для блока для формирования регулирующего воздействия (78) из первой составляющей (26) регулирующего воздействия и второй составляющей (44) регулирующего воздействия.

15. Блок по п. 14, причем вычислительный блок (34) для блока выполнен с возможностью суммировать первую составляющую (26) регулирующего воздействия и вторую составляющую (44) регулирующего воздействия или умножать их друг на друга, и блок (100) содержит запоминающее устройство (32) для сохранения первой составляющей (26) регулирующего воздействия и второй составляющей (44) регулирующего воздействия.

16. Ветропарк, содержащий регулятор, а именно регулятор ветропарка по любому из пп. 10-13, и несколько блоков, а именно ветроэнергетические установки по п. 14 или 15.