[发明专利]用于运行风能设备或风电厂的方法

说明书

背景技术

风能设备和由多个风能设备构成的发电厂长久以来已知并且更确切地说以不同的形式、实施方案、大小和变型形式已知。

在此，风能设备是将在风中存在的能量通过转变而转换成电能的设备。所述电能尤其馈送到电网中。

风能的已知的缺点在于，所述风能随着风波动，也就是说风能设备产生的电能能够与当前的风速相关地波动。然而，这严格地说仅适合于部分负荷范围，即风能设备的在第一风速(起始风)和第二风速(额定风)之间的范围。如果风力大于额定风速，那么风速的在额定风速之上出现的波动不引起产生电能时的波动，因为例如通过调整风能设备的转子叶片对风能设备进行控制，使得转速和/或所产生的电功率近似保持恒定。

当然，风能设备在其运行的大部分中处于部分负荷范围中，并且在所述部分负荷范围中，风能设备产生的电功率也始终直接随着风速而波动，即随着波动的风速也持续波动的功率、即电功率(也就是有效功率)的波动的数值被馈送到网络中。

因此，风能设备在更多地考虑网络管理时作为用于基本负荷的产生器而失效，因为不能够以足够的概率预测风能设备提供给网络的功率份额。

虽然现在理论上可能的是，风能设备始终次优地开动，例如在部分负荷范围中从不以最大功率开动，而是以次优的功率收益运行，使得在风速波动时在部分负荷运行范围中风能设备的转子叶片始终控制成，使得风速的波动得到补偿进而风能设备将近似恒定的功率份额馈送到网络中。

但是，这种解决方案的缺点在于，随后也必须在风能设备的部分负荷范围中始终并且持续地再控制风能设备的风能收益，例如通过倾斜(调节)转子叶片或者通过控制适当的发电机平衡力矩或相应的其他措施，这一方面对于风能设备的运行而言附加地消耗能量并且另一方面持续占用相应的构件，使得加速其老化和磨损。

但是，尤其地，在这种运行方式中，功率的有价值的份额消失进而整个风能设备仅具有相对低的效率。

发明内容

本发明的目的在于，提高由风能设备输出到网络上的电功率，而在此没有由现有技术中已知的缺点。

现有技术：

德国专利和商标局已经在优先权申请中对本申请检索下述现有技术：DE 27 51 341 A1、GB 2 263 734 A、DE 197 16 645 A1和US2004/0267466A1。

根据本发明，所述目的尤其借助权利要求1的特征来实现。有利的改进方案在从属权利要求中描述。

本发明提出，如期望的那样，实际上能够实现风能设备的电功率的稳定。对此，风能设备或(具有多个风能设备的)风电厂能够与电产气单元(功率至气体的转换单元)一起运行。电产气单元例如将电功率转换成可燃气体(氢气、沼气等)。

要理解的是，对风能设备的电功率的输出的预测不能够在所有时间可靠地预告，因为风还波动并且在完全不同的天时间波动、在完全不同的年时间波动，根据本发明尤其重要的是，选择可靠的预测时间段并且在所述预测时间段之内馈送到网络中的功率具有期望的值(预测功率)，然而在每种情况下不低于所期望的值。

在此，首先不重要的是，是否将风能设备的或风电厂的全部电功率馈送到网络中，而是一方面风能设备或风电厂并且另一方面电产气单元必须从网络侧看去作为整体单元。

也就是始终重要的是，将哪些电功率提供给连接于网络的负载，并且当电产气单元也连接于网络时，所述电产气单元在这样考虑时不视为常规的负载，而是作为工具，风能设备或风电厂提供给网络的电功率借助所述工具保持恒定。

因此，也不重要的是，当首先将风能设备的或风电厂的全部功率馈送到网络中时，电产气单元得到的电功率是否从风能设备的中间电路中或者直接由风能设备的输出端或风电厂的输出端得到或者功率从网络中得到。

最后，对于网络重要的仅是馈送到网络中并且没有由电产气单元消耗的电功率。如果也称作“预测功率”或“基本负荷”的所述电功率(近似)恒定，那么由风能设备和电产气单元组成的单元能够将恒定的功率馈送到网络中，这明显地简化了网络的使用者对其网络的控制。

即当风能设备的或风电厂的从风波动中得出的所有的功率波动在电产气单元中消耗时，这些最终没有提供给网络的电功率可能没有消失，而是这些电功率仅转换成其他的形式，即转换成可燃气体，例如氢气、沼气等。换言之：电产气单元是用于将电功率转换成可燃气体的转换单元。