[发明专利]在可再生发电单元、尤其风力发电设备运行时提供调节功率

说明书

在可再生发电单元、尤其风力发电设备运行时提供调节功率。一种由在强度方面波动的主源驱动的可再生发电单元、尤其风力发电设备（1）以及一种用于提供调节功率的方法。其中，在施加低于可用功率（P_可用）的待输出的减小功率（P_目标）的预定值的情况下，为了使之可用而提供调节功率（ΔP_RL）。本发明提出：(i)连续地确定实际不可信度，借助于该实际不可信度，在考虑该波动的主源的情况下维持该调节功率ΔP_RL的预定值；(ii)基于该实际不可信度来连续地计算动态可信区间；(iii)基于所要求的调节功率和该动态可信区间来连续地适配该预定值（P_目标）。确定统计学上的不可信度并根据该不可信度使该预定值动态地偏置，其方式为使得得到对应的可信缓冲区（可信区间）：该可信缓冲区在不可信度高时大、在不可信度低时小。在均匀的刮风条件下，该可信区间明显更窄，由此得到更大的预定值。借此获得较高产量，但还保证了维持所要求的调节功率（以预定的置信概率）。

技术领域

本发明涉及用于在可再生发电单元运行时提供调节功率的方法。在此，可再生发电单元是由在强度方面波动的主源驱动的。该可再生发电单元尤其是由自然风驱动的风力发电设备，自然风就其强度而言通常是波动的。但本发明也可以涉及例如太阳能发电设备，其中不同的云层情况同样造成主能量载体“阳光”的显著波动。

背景技术

因此，可再生发电单元的蓬勃发展也提出了其对电网稳定性贡献的问题。在能量传输和能量分配电网运行时的主要目的不仅在于给它输送电能，而且在于在预定参数内可信且可靠地供应电能。在总体上被称为“电网稳定性”的方面是极其有意义的。保持电网稳定性尤其要求发电和耗电的平衡关系。做到这一点在实践中是一项艰巨挑战，因为尤其耗电本身波动剧烈，而由于增设可再生发电站导致发电也在更大范围内波动。为此需要调节功率，尤其用于捕获（Abfangen）耗电峰值的正调节功率和用于捕获发电峰值的负调节功率。由于可再生发电单元的广泛发展，现在也要求它们提供调节功率。

这尤其适用于提供负调节功率（即，减小功率输出——下调），这总是也可以由具有波动的主源的发电单元（例如风力发电设备）与该主源的相应条件（例如风力发电设备情况下的风力）无关地进行。因此，例如要求特别常见地作为可再生发电单元所采用的风力发电设备，这些风力发电设备必须按照如下方式来提供负调节功率：即，至少必须被下调至所要求的值，但所述下调也可以增大最多达10%（所谓的超额满足）。在此，大多情况下必须如下地进行下调：使得发电方输出比最大可能的功率小了某个值的功率。最大可能的输出功率（也被称为“可用功率”）在此是在考虑当前给出条件的情况下可能从主源供应中最大提取的功率。即，可用功率随着主源供应并且可选地随着限制可能提取的）其他边界条件而波动。在下调作用下所输出的功率（“下调功率”）的绝对值因此同样相对于可用功率而波动。因此，在考虑到如尤其在风力发电设备中出现的自然波动情况下，实际上几乎无法实现“精确下调”。因此，满足于一定程度上的统计学可信度，例如95%的可信度。

特别的挑战在于确定可用功率。因为一旦发电单元采取措施来有针对性地减小功率提取，则仅还可以估算在其他情况下可能提取怎样的功率（“如果......，则可能......”）。为了这种估算，已经已知了大多情况下基于发电方和主源的行为的数学模型的方法。但就像在每次估算时那样，经估算的可用功率就其与真正的可用功率之差而言存在一定的不可信度。当再次取消所有有针对性的减小时，只有在实际提取真正的可用功率时，才再次已知该真正的可用功率。当所估算的可用功率的减小和期望的相对减小（调节功率）的绝对值被确定时，在取消所述减小之时，才揭示所估算的可用功率与真正的可用功率相差多大以及由此实际提供的调节功率与期望的调节功率相差了多大。