[发明专利]用于运行具有多个风力发电设备的风力发电场的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于运行具有多个风力发电设备的风力发电场的一 种方法及一种装置。

背景技术

在风力发电场中，借助于风力涡轮机的形式的风力发电设备将风 的动能转换为电功率。在传统的风力发电场中，对各个风力发电设备 的单机功率进行检测，并且如此调节风力发电设备的工作参数尤其各 个涡轮机的转子叶片的偏角，使得每个单机功率本身得到优化，也就 是说在预先给定的风力比的情况下具有最大值。

从公开文献DE 10 2005 033 229 A1中公开了一种用于控制风力 发电设备的网路，其中在风力发电设备上为测量目的设置了传感器并 且将一个风力发电设备的传感器数值通过相应的网络传递给其它的 风力发电设备。借助于所述传感器数值可以控制工作参数比如转子叶 片的偏角的调节值。

已知的用于运行风力发电场的方法彼此独立地控制各个风力发 电设备的工作参数，而不检查将每个单个的风力发电设备的工作参数 调节到最大的功率数值的这种做法是否在实际上也产生风力发电场 的最佳的总功率。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种用于运行风力发电场的方法， 利用该方法来改善风力发电场的输出的总电功率。

该任务通过独立权利要求得到解决。本发明的改进方案在从属权 利要求中得到定义。

在按本发明的方法中，在风力发电场的运行过程中按照优化目标 对风力发电场的风力发电设备的工作参数进行调节，其中所述优化目 标是所述风力发电场的由风力发电设备的所有单机功率的总和构成 的总功率的最大值。这个优化目标对风力发电场来说并不知悉。在按 现有技术的风力发电场中，也就是说总是对风力发电设备的单机功率 进行单个优化，而不考虑可能通过各个风力发电设备的非最佳的调节 值也仍然可以实现得到改善的总功率。

本发明尤其以这样的认识为基础，即在风力发电场中各个风力发 电设备相互影响，尤其是一个风力发电设备的随动气流影响着处于其 后面的风力发电设备的风力情况。按本发明已经发现，由于这些相互 作用，风力发电场的最佳的总功率不是通过将风力发电设备的各个工 作参数调节到单机功率的最大值来实现的，而是在考虑到所有的单机 功率的总和的最大值的情况下进行优化时实现更好的总功率数值。

在按本发明的方法的一种优选的实施方式中，按照优化目标来调 节的工作参数包括各个风力发电设备的转子叶片的相应的偏角。所述 转子叶片的偏角确定了各个风力发电设备的随动气流并且因此是优 选的参数，通过所述优选的参数可以实现风力发电场的总功率的相应 变化。

在按本发明的方法的另一种实施方式中，在风力发电场的运行过 程中检测风力发电设备的相应的单机功率并且按照优化目标在用所 检测的单机功率反馈的情况下调节转子叶片的偏角。在这种方法中保 证风力发电场的特别好的实际运行，因为在调节优化目标时也总是考 虑到实际存在的单机功率。由此可以比在不考虑实际运行的情况下仅 仅通过理论计算来确定优化目标时获得更好的结果。

在按本发明的方法的另一种实施方式中，通过风力发电设备的风 速比的优化来产生优化目标，其中通过直接在相应的风力发电设备之 后的中心的风速(也就是在该相应的风力发电设备的转子的中心的风 速)与直接在该相应的风力发电设备之前的中心的风速之比来产生所 述相应的风力发电设备的风速比。优选相应的风力发电设备的风速比 通过该相应的风力发电设备的转子叶片的偏角来调节，其中对于每个 风力发电设备来说事先知道或者说可以用简单的方式确定偏角与风 速比的关系。

在按本发明的方法的一种优选的实施方式中运行线性的风力发 电场，该风力发电场具有一个或者多个平行的由先后布置的尤其结构 相同的风力发电设备构成的列。在这样的风力发电场中，在预先给定 的风速平行于先后布置的风力发电设备的列时所述优化目标通过先 后布置的风力发电设备的列的最大功率来确定。在此考虑到这样的事 实，即在风平行于所述列刮入时不同的列的风力发电设备没有相互影 响，从而对于每个列来说可以在考虑所述列中的所有风力发电设备的 最大功率的情况下单个地进行优化。

在按本发明的方法的另一种设计方案中，相应的由先后布置的风 力发电设备构成的列的最大功率通过一个列的相应的风力发电设备 的风速比的优化按照以下等式来确定：