Способ и устройство для ввода электрической энергии в электрическую сеть электроснабжения

Способ и устройство для ввода электрической энергии в электрическую сеть электроснабжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу управления генератором электрической энергии, подключенным в точке сетевого подключения к электрической сети электроснабжения. Кроме того, настоящее изобретение также относится к такому генератору электрической энергии.

Ввод электрической энергии в электрическую сеть электроснабжения, такую как, например, европейская объединенная энергосеть, или сеть электроснабжения США, является общеизвестным. При этом далее под электрической сетью электроснабжения понимается сеть переменного напряжения, как она известна в общем случае. Это не исключает, что в сети имеются участки постоянного напряжения. Также в любом случае аспекты, которые являются частотно-независимыми, в принципе также могут относиться к сети постоянного напряжения. Исторически ввод энергии в электрическую сеть электроснабжения осуществляется с помощью крупной электростанции, которая из первичной энергии, как, например, угля, ядерной энергии или газа, приводит в действие синхронный генератор. В зависимости от количества пар полюсов синхронного генератора и числа оборотов синхронного генератора, последний осуществляет ввод энергии с определенной частотой в сеть электроснабжения. Синхронный генератор может подвергаться воздействию посредством технических средств управления, чтобы, например, регулировать мощность. Однако такой процесс регулирования может быть очень медленным.

При изменяющихся ситуациях в сети электроснабжения, в которую необходимо ввести электроэнергию, физическая реакция синхронного генератора часто влияет, во всяком случае кратковременно, на изменение сетевого состояния. Например, число оборотов синхронного генератора повышается, когда сеть электроснабжения не полностью может отбирать мощность, предоставляемую или соответственно которая могла бы быть предоставлена синхронным генератором. Таким образом, избыточная мощность ускоряет синхронный генератор, что проявляется в повышении частоты ввода электроэнергии. Соответственно, частота в сети электроснабжения может повышаться.

При вводе электроэнергии в сеть электроснабжения к тому же необходимо учитывать сетевую стабильность. Потеря сетевой стабильности, то есть потеря стабильности сети электроснабжения, может привести к отключению питающего генератора. Такая потеря стабильности, которая в профессиональной терминологии обозначается как LOS (Loss of Stability - потеря стабильности), описывает процессы физического характера, которые не допускают дальнейшего функционирования и должны завершаться посредством отключений. Происходит простой электростанций и тем самым возможна эскалация так называемой дефицитной мощности. В наихудшем случае эта потеря стабильности приводит к полному отказу энергетической системы вследствие каскадирования неисправностей и накопления дефицита. Такие полные отказы чрезвычайно редки, но, например, произошли 24 сентября 2004 в Италии.

Под потерей сетевой стабильности, так называемой потерей стабильности, следует понимать явление, при котором сначала теряется угловая стабильность, что, в конечном итоге, может приводить к потере стабильности напряжения.

В качестве критериев стабильности, в частности, устанавливаются достижимые сверхтоки, которые должны обеспечиваться в случае наступления потери стабильности. Это предполагает соответствующее конструирование систем. Новая электростанция, в частности, вновь создаваемая электростанция, таким образом, согласовывается с сетью электроснабжения, как она представляется в точке сетевого подключения, к которой должна подключаться электростанция.

Важным критерием при подключении крупных электростанций к электрической сети электроснабжения является отношение тока короткого замыкания, обозначаемое в профессиональной терминологии как Scr (Short circuit ratio - коэффициент короткого замыкания). Это отношение тока короткого замыкания является отношением мощности короткого замыкания к мощности подключения. При этом под мощностью короткого замыкания понимается та мощность, которую может предоставлять соответствующая сеть электроснабжения в рассматриваемой точке сетевого подключения, к которой должна подключаться электростанция, если там возникает короткое замыкание. Мощность подключения представляет собой мощность подключения подключаемой электростанции, в частности, таким образом, номинальную мощность подключаемого генератора.

Для обеспечения надежного функционирования, чтобы, таким образом, в значительной степени исключить потерю стабильности, электростанции обычно рассчитываются для соответствующей точки сетевого подключения таким образом, что отношение тока короткого замыкания лежит выше значения 10, обычно даже выше значения 15. Сеть электроснабжения может тогда предоставлять относительно высокую мощность короткого замыкания в точке сетевого подключения. Это означает, что сеть имеет низкий сетевой импеданс и обозначается как сильная сеть.

В случае слабой сети, когда, таким образом, имеется высокий сетевой импеданс, может, соответственно, вводиться лишь малая мощность подключения, или может подключаться только электростанция с малой мощностью подключения. Это обычно приводит к тому, что либо в такой точке сетевого подключения не подключается новая электростанция, либо сеть должна быть изменена, в частности, посредством обеспечения дополнительных, более мощных проводов. Это также обозначается в общем как усиление сети.

Для ввода электрической энергии через децентрализованные генераторные блоки, в частности, ветроэнергетические установки, проблема потери стабильности сети, а именно, так называемая Loss of Stability (потеря стабильности), в принципе, неизвестна. Правда уже в конце 90-х годов впервые были сделаны предложения, чтобы ветроэнергетические установки также использовать для электрической стабилизации сети, однако это при этом не учитывалась причина потери стабильности, в частности, то, что потеря стабильности вызывается вводом энергии в сеть электроснабжения.

Так, например, документ US 6 891 281 описывает способ, при котором ветроэнергетические установки в зависимости от сетевой частоты могут изменять свой ввод мощности, в частности, дросселировать. В документе US 7 462 946 предложено, что в случае сетевой неисправности, а именно, в частности, в случае короткого замыкания, ветроэнергетическая установка ограничивает ток, который она вводит в сеть, вместо отсоединения от сети, чтобы и за счет этого реализовать стабилизацию сети. В документе US 6 965 174 для стабилизации сети посредством ветроэнергетической установки описан способ, который в зависимости от сетевого напряжения устанавливает фазовый угол вводимого тока и тем самым вводит в сеть в зависимости от напряжения реактивную мощность, чтобы за счет этого осуществлять стабилизацию сети. Документ US 6 984 989 относится также к способу для обеспечения стабилизации сети посредством ветроэнергетической установки, при котором ветроэнергетическая установка при необходимости в зависимости от сетевого напряжения снижает вводимую в сеть мощность, чтобы за счет этого, в частности, избегать отсоединения от сети, чтобы и за счет этого обеспечивать стабилизацию сети посредством ветроэнергетической установки.

То, что такие децентрализованные генераторные блоки, такие как ветроэнергетические установки, которые собственно могут быть причиной потери стабильности в сети, не учитывалось. В статье “Loss of (Angle) Stability of Wind Power Plants”, V. Diedrichs et al., представленной на “10^th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Aarhus (Denmark), 25-25 October, 2011”, в принципе указывалось на проблему, что потеря стабильности в сети может в принципе возникнуть также для ветроэнергетических установок, подключенных к сети электроснабжения для ввода энергии. Эта статья представляет при этом по существу информационное освещение упомянутой проблемы. На эту статью в явном виде делается ссылка, и ее содержание, в частности, ее технические пояснения действительны и для настоящей заявки.

В принципе, сведения, опыт и другие знания о подключении и режиме эксплуатации крупных электростанций в электрической сети электроснабжения не могут переноситься на ветроэнергетические установки, включая большие ветроэнергоцентры с множеством ветроэнергетических установок, которые подключаются к сети электроснабжения для ввода энергии. Специалист, ответственный за подключение электростанции к сети электроснабжения для ее эксплуатации, является иным, чем специалист, который подключает ветроэнергетическую установку к сети электроснабжения для ее эксплуатации. Ветроэнергетические установки - и многое из описанного далее справедливо также для других децентрализованных генераторных блоков - зависят от ветра и должны, таким образом, учитывать источники непостоянной энергии; они обычно не вводят энергию с помощью непосредственно связанного с сетью синхронного генератора в сеть электроснабжения, а применяют основанный на напряжении инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный); они имеют иной порядок величины, чем крупные электростанции, причем их номинальная мощность обычно лежит примерно на 3 десятичных порядка ниже таковой у крупных электростанций; они подлежат регулированию обычно другими политическими законами, которые зачастую обеспечивают съем мощности операторами электрических сетей электроснабжения; они обычно устанавливаются децентрализованным образом; они вводят энергию обычно в сеть среднего напряжения, в то время как крупные электростанции обычно осуществляют ввод в сеть сверхвысокого напряжения.

Немецкое ведомство по патентам и товарным знакам в результате поиска в отношении приоритетной заявки для настоящей заявки выявило следующие источники предшествующего уровня техники: DE 10 2011 053 237 A1, WO 2010/060903 A1, US 2010/0148508 A1, DE 10 2007 044 601 A1, DE 10 2007 018 888 A1, US 2010/0237834 A1, а также статью Volker Diedrichs et al., “Loss of (Angle) Stability of Wind Power Plants - The Underestimated Phenomenon in Case of Very Low Short Circuit Ratio”.

В основе настоящего изобретения лежит, таким образом, задача, решить по меньшей мере одну из вышеуказанных проблем. В частности, должно быть предложено решение, при котором децентрализованные генераторные блоки, такие как ветроэнергетические установки, могут эксплуатироваться таким образом, что они учитывают явление потери стабильности сети электроснабжения. В частности, должно быть предложено решение, при котором децентрализованные блоки питания, такие как ветроэнергетические установки или ветроэнергоцентры, способствуют стабильности сети таким образом, что исключается возникновение потери стабильности сети. По меньшей мере должно быть предложено одно альтернативное решение.

В соответствии с изобретением предложен способ согласно пункту 1 формулы изобретения. В соответствии с ним управляют генератором электрической энергии, который подключен в точке сетевого подключения к электрической сети электроснабжения. Чисто предусмотрительно указывается на то, что генератор электрической энергии действительно имеющуюся энергию преобразует в электрическую энергию, что в данной заявке упрощенно обозначается как генерация. Согласно предложенному способу управления, сначала регистрируют по меньшей мере одно относящееся к точке сетевого подключения сетевое свойство электрической сети электроснабжения. Регистрируемое сетевое свойство является, в частности, поведением сети в отношении стабильности при различных рабочих состояниях сети и/или при различных условиях ввода энергии или краевых условиях ввода энергии. В частности, регистрируют сетевые свойства, которые описывают поведение сети электроснабжения при отклонениях от номинальной рабочей точки.

Кроме того, предложено, на основе этого зарегистрированного сетевого свойства вводить электрический ток в электрическую сеть электроснабжения. Тем самым управление вводом энергии зависит от ранее определенного сетевого свойства. Это следует отличать от симметричного выполнения генератора, при котором управление не учитывает зарегистрированные сетевые свойства. Управление вводом энергии в зависимости от зарегистрированных сетевых свойств также следует отличать от управления в зависимости от текущих сетевых состояний. Однако в данном случае также является предпочтительным, дополнительно к управлению вводом энергии в зависимости от зарегистрированного сетевого свойства, выполнять генератор в зависимости от зарегистрированного сетевого свойства и также осуществлять управление в зависимости от сетевых состояний, что, однако, не является преимущественным объектом изобретения.

В соответствии с изобретением было установлено, что в частности, учет сетевого свойства для выполнения подключенного или подключаемого генератора может быть неполным учетом. Это справедливо, в частности, для децентрализованных блоков электроснабжения или децентрализованных генераторов, которые обладают способностью динамически настраиваться на новые ситуации. Настройка на новые ситуации, следовательно, на измененные состояния в сети электроснабжения, таит в себе, с другой стороны, опасность следования только за возможными текущими проблемами в сети электроснабжения. Только посредством учета по меньшей мере одного, заранее зарегистрированного сетевого свойства можно также предупреждающе управлять вводом электрического тока в электрическую сеть электроснабжения. Такое предупреждающее управление имеет целью, в частности, предотвращение или по меньшей мере своевременное распознавание проблем стабильности в сети электроснабжения, в частности, потери стабильности.

Предпочтительным образом, этот способ управления предлагается для так называемого децентрализованного генератора и/или ветроэнергетической установки или ветроэнергоцентра, включающего в себя несколько ветроэнергетических установок. Ветроэнергетическая установка обычно представляет собой децентрализованный генератор, потому что она устанавливается в децентрализованных местах, которые, в частности, ориентируются на наличие ветров, и потому что она с точки зрения ее мощности подключения, по сравнению с крупными электростанциями, не может рассматриваться как централизованный источник энергии. Подобное справедливо обычно и для ветроэнергоцентра с несколькими ветроэнергетическими установками. Кроме того, ветроэнергетические установки и по меньшей мере также небольшие ветроэнергоцентры по существу подключаются к существующей сети электроснабжения. По возможности, для подключения к этой сети электроснабжения предусматривается соединительный провод или несколько соединительных проводов, однако основная структура сети электроснабжения в остальном сохраняется.

До сих пор исходили из того, что подключение таких децентрализованных генераторов не имеет существенного влияния на основное свойство и принципиальную структуру соответствующей сети электроснабжения. Проверялось, достаточно ли соответствующих сетевых емкостей для подключения децентрализованного генератора, в частности, являются ли они достаточными, чтобы транспортировать дополнительно ожидаемую мощность, которая будет вводиться децентрализованным генератором. В частности, аспектам сетевой стабильности из-за ввода энергии этого генератора практически не придавалось никакого внимания. В частности, при таких децентрализованных генераторах не учитывалось, в какой мере ввод электрической энергии через них мог бы вызывать потерю стабильности сети электроснабжения. Поэтому предложенный способ в особенности направлен на такие децентрализованные генераторы, в частности, также на ветроэнергетические установки и ветроэнергоцентры.

Предпочтительным образом ввод энергии, в частности, посредством децентрализованных генераторов, осуществляется с помощью инвертора напряжения. При таком вводе посредством инвертора напряжения применяется инвертор, которому предоставляется вводимая энергия, например, в промежуточном контуре постоянного напряжения, и инвертор напряжения генерирует из нее в частности по возможности синусоидальный сигнал переменного напряжения. Этот сигнал переменного напряжения будет приводить, зачастую с применением сетевого дросселя, к соответствующему вводимому в сеть электроснабжения току. Могут предусматриваться дополнительные трансформации напряжения посредством одного или более трансформаторов.

При этом предлагается так называемая концепция полного инвертора, при которой вся вводимая электрическая мощность, потерями при этом пренебрегают, вводится посредством этого инвертора напряжения в сеть электроснабжения. В случае ветроэнергетических установок рассматриваются и другие концепции с инвертором напряжения, при которых инвертор напряжения управляет вводом электрического тока косвенным образом через управление генератором, генерирующим ток, в частности, типа асинхронной машины двустороннего питания.

Применение инвертора напряжения для ввода электрического тока сети электроснабжения, в частности, согласно концепции полного инвертора, существенным образом отличается от ввода электрического тока посредством крупной электростанции. Инвертор напряжения может и/или должен постоянно в зависимости от сетевого состояния, в частности, амплитуды напряжения и частоты настраивать свой ввод. Отсюда одновременно следует способность быстро реагировать на изменения в сети. При этом одновременно возникает опасность быстрого достижения нестабильного состояния, если эта быстрая реакция выполняется неправильно. В частности, эта проблема решается в настоящем изобретении.

Согласно варианту выполнения, предложено, что генератором управляют таким образом, что он приводится в действие в рабочей точке, которая зависит от зарегистрированных сетевых свойств. В частности, она зависит не только от этих зарегистрированных сетевых свойств, но также от амплитуды напряжения и частоты в сети электроснабжения, а именно, особенно в точке сетевого подключения или вблизи нее. Кроме того, она может зависеть от мгновенной вводимой действительной мощности и/или от мгновенной вводимой реактивной мощности. Таким образом, сначала получается номинальная рабочая точка, которая рассчитана для этой точки сетевого подключения с соответственно зарегистрированным сетевым свойством и для конкретного генератора. Если состояния сети или ввод изменяются, то может выбираться другая рабочая точка, которая при этом учитывает ранее зарегистрированное сетевое свойство. Рабочая точка генератора в точке сетевого подключения предпочтительно задается посредством действительной мощности и/или реактивной мощности, которую генератор вводит в сеть электроснабжения.

Согласно варианту выполнения предлагается, что для установки рабочей точки за основу принимается по меньшей мере одна управляющая характеристика, зависимая от зарегистрированного сетевого свойства. Такая управляющая характеристика может также быть многомерной, то есть зависеть от нескольких входных параметров и/или одновременно включать в себя несколько параметров для установки. В частности, управляющая характеристика задает в зависимости от сетевого напряжения в точке сетевого подключения подлежащую вводу реактивную мощность и/или подлежащую вводу действительную мощность. Управляющая характеристика создается, основываясь на по меньшей мере одном зарегистрированном сетевом свойстве. В особенности, характеристика выбирается таким образом, что работа генератора по возможности не приводит к потере стабильности сеть электроснабжения.

Согласно одному из вариантов, предусматривается использовать нелинейный регулятор, в частности, регулятор с нелинейной и/или непостоянной регулировочной характеристикой. В частности, предложено избегать PID-регулятора в качестве исключительного регулятора. Было выявлено, что PID-регулятор для некоторых требований недостаточен и также при оптимальной параметризации не удовлетворяет требованиям. Посредством нелинейного регулятора можно достичь лучшего согласования с регулируемой системой. В качестве нелинейного регулятора может быть использован, например, нечеткий регулятор, регулятор на основе нейронной сети, умножающий регулятор, регулятор, включающий функцию гистерезиса, и/или регулятор, применяющий характеристику с запаздыванием (.

Согласно одному выполнению, используется регулирование, которое приводит к тому, что рабочая точка согласовывается соответственно с управляющей характеристикой. Такая управляющая характеристика может, например, указывать вводимую реактивную мощность Q в зависимости от вводимой действительной мощности Р и напряжения U в сети, как описывается формулой Q=f(P,U).

Предпочтительным образом регистрация по меньшей мере одного сетевого свойства, которое также может осуществляться посредством вычисления сетевых свойств, включает в себя регистрацию взаимосвязи между введенной реактивной мощностью и сетевым напряжением в точке сетевого подключения. Дополнительно или альтернативно, оно включает регистрацию взаимосвязи между введенной действительной мощностью и сетевым напряжением в точке сетевого подключения. Предпочтительным образом, оно включает в себя регистрацию взаимосвязи между введенной действительной мощностью, введенной реактивной мощностью и сетевым напряжением в точке сетевого подключения, так что в этом случае регистрируется трехмерная взаимосвязь. Тем самым регистрируется взаимосвязь между реактивной мощностью, действительной мощностью и сетевым напряжением в точке сетевого подключения, которая позволяет сделать выводы относительно поведения сети электроснабжения по отношению к этой точке сетевого подключения и может служить основой для управления поставщиком при вводе энергии в сеть электроснабжения.

Согласно одному из вариантов выполнения предложено, что регистрация сетевого свойства включает в себя регистрацию границы стабильности. Такая граница стабильности может задаваться как функция сетевого напряжения в точке сетевого подключения в зависимости от введенной реактивной мощности и в зависимости от введенной действительной мощности. Эта граница определяется, таким образом, тремя параметрами и может соответственно отображаться в трехмерном представлении. В таком трехмерном представлении граница стабильности охватывает в принципе изогнутую или выпуклую поверхность, а именно граничную поверхность. Соответственно, соответствующие рабочие точки и, тем самым, также задаваемая рабочими точками характеристика выбирается на стабильной стороне границы стабильности. Также в зависимости от ожидаемой динамики сети электроснабжения и/или генератора и, тем самым, в случае ветроэнергетической установки, также от ветра, может выбираться большее или меньшее расстояние соответствующей рабочей точки от границы стабильности.

Согласно одному из вариантов выполнения, предложено, что по меньшей мере одно зарегистрированное сетевое свойство вычисляется посредством модели. Для этого сначала сетью электроснабжения предпринимается сетевой анализ, который, например, учитывает систему проводов, содержащиеся в сети электроснабжения трансформаторы, переключающие устройства, потребители и генераторы. В частности, их значения вводятся в программу вычислений или программу моделирования. Сетевой анализ предпринимается целенаправленно для имеющейся или планируемой точки сетевого подключения. В какой степени при сетевом анализе можно пренебречь отдельными элементами, в той степени они, очевидно, не имеют особой важности для точки сетевого подключения. Соответствующие сетевые участки могут учитываться посредством эквивалентных моделей, в частности, с применением эквивалентных импедансов. Из сетевого анализа создается модель сети электроснабжения, которая с помощью соответствующего программного обеспечения для модели сетевого анализа может обрабатываться и тестироваться. Затем, в частности, с помощью такого программного обеспечения анализа, на основе сетевой модели для конкретной точки сетевого подключения осуществляется моделирование различных рабочих точек, и регистрируются результаты моделирования. Результат моделирования представляет собой по меньшей мере одно зарегистрированное сетевое свойство. В частности, для этого регистрируется или принимается за основу множество смоделированных отдельных рабочих точек.

Следует отметить, что для понятия «сеть электроснабжения» также синонимично может применяться упрощенное понятие «сеть».

Предпочтительным образом, также граница стабильности, которая получается, например, из вышеупомянутого моделирования, сохраняется в таблице. Дополнительно или альтернативно, она может также аппроксимироваться аналитической функцией. Не зарегистрированные промежуточные значения могут также определяться посредством интерполяции.

Согласно одному выполнению, предложено, что при регистрации по меньшей мере одного сетевого свойства также учитываются свойства или по меньшей мере одно свойство генератора, и регистрируется отношение тока короткого замыкания. Сетевые свойства узла подключения регистрируются, таким образом, также с учетом свойств генератора на этом сетевом подключении. При этом предпочтительным образом предложено, что генератором управляют при отношении тока короткого замыкания менее 6. Предпочтительным образом, отношение тока короткого замыкания при этом меньше, чем 4, и, в частности, меньше, чем 2. Таким образом, предложен способ управления для отношения тока короткого замыкания, которое меньше, чем бывает обычно. Это часто также предполагает, что такой расчет целенаправленно предпринимается или по меньшей мере принимается во внимание. Таким образом, осознанно предлагается ввод энергии в слабую сеть, а именно в частности, с помощью генератора, мощность подключения которого по сравнению с мощностью короткого замыкания сети по отношению к точке подключения является высокой, а именно, больше, чем одна шестая, больше, чем одна четверть, или даже больше, чем половина мощности короткого замыкания сети для этой точки подключения. При этом было установлено, что во всяком случае применение ветроэнергетической установки с инвертором источника напряжения, упрощенно обозначаемого как инвертор напряжения, в частности, со структурой полного инвертора, обеспечивает возможность этого режима работы в слабой сети. При этом принимается во внимание, что посредством выбора или соответственно учета малого отношения тока короткого замыкания выполняется режим работы вблизи границы стабильности. Было установлено, что регулирование с инвертором напряжения может обеспечивать соответствующее регулирование, в частности, соответственно быстрое и соответственно точное регулирование ввода энергии. Тем самым может достигаться то, что до сих пор считавшиеся непригодными точки сетевого подключения могут использоваться для подключения генератора.

Согласно одному выполнению предлагается, что выбирается рабочая точка генератора с предопределенным запасом стабильности по отношению к границе стабильности. Таким образом, предлагается конкретный выбор рабочей точки, чтобы обеспечить стабильность. Это отличается, в частности, от концепции, при которой предпринимается выполнение с очень высоким отношением тока короткого замыкания, за счет чего не выполнялся конкретный выбор рабочей точки. Иначе говоря, можно избежать сверхпредусмотрительного выполнения. Рабочая точка выбирается в пределах определенного запаса стабильности и при этом во время управления направляется с этим запасом стабильности. Если, например, изменяются состояния в сети или краевые условия в сети, которые, например, кратковременно уменьшают запас стабильности, то рабочая точка соответственно дополнительно настраивается, чтобы снова поддерживать запас стабильности.

Согласно одному из вариантов выполнения, запас стабильности представляет собой наименьшее разрешенное расстояние от рабочей точки до границы стабильности, если величины, описывающие рабочую точку и границу стабильности, нормированы. Например, граница стабильности и также рабочая точка могут быть определены, соответственно, через величины введенной реактивной мощности, введенной действительной мощности и напряжение в точке сетевого подключения. Тогда может осуществляться нормировка действительной мощности номинальной мощностью генератора и реактивной мощности также номинальной мощностью генератора. Напряжение предпочтительно нормируется номинальным напряжением. Тем самым эти величины становятся безразмерными и могут также сравниваться между собой, что при различных размерностях без дополнительных мер невозможно.

В приведенном примере граница стабильности образует изогнутую поверхность в пространстве, а именно, в пространстве, которое образуется, если реактивная мощность, действительная мощность и напряжение образуют прямоугольную систему координат. В этом наглядном примере запас стабильности может быть другой изогнутой поверхностью, которая имеет, например, в принципе, расстояние 0,1. Запас стабильности образует в этом случае, также образно говоря, что-то вроде буферного слоя.

Расчетным способом такое наименьшее разрешенное расстояние может быть вычислено как корень из суммы квадратов разностей каждой отдельной нормированной величины.

Предпочтительным образом для различных рабочих точек предусматриваются различные запасы стабильности. Так может, например, запас стабильности оптимальной рабочей точки, при котором имеется, например, номинальное напряжение, вводится номинальная действительная мощность и не вводится никакой реактивной мощности, выбираться малым. При других рабочих точках может быть целесообразным предусматривать более высокий защитный интервал. Упомянутый для пояснения буферный слой тогда не имеет сквозной постоянной толщины. Такое варьируемое или постоянное расстояние составляет предпочтительным образом по меньшей мере 0,05, 0,1 или, в частности, по меньшей мере 0,2.

Предпочтительным образом, при эксплуатации, запас стабильности текущей рабочей точки постоянно наблюдают и, в частности, рабочую точку изменяют, если расстояние до границы стабильности уменьшается, в особенности, когда оно спадает ниже значения соответствующего запаса стабильности. Это наблюдение может осуществляться в режиме онлайн или квази-онлайн, то есть с малыми временными интервалами между моментами времени наблюдения и/или посредством динамического наблюдателя с малым временным сдвигом или соответственно временной задержкой. Тем самым можно кратковременно и быстро реагировать на релевантные для стабильности изменения, и при этом достигается стабильный режим работы даже вблизи границы стабильности.

Кроме того, предложена ветроэнергетическая установка, которая имеет электрический генератор, связанный с аэродинамическим ротором, чтобы генерировать электрическую энергию из ветра, и которая имеет устройство инвертора частоты для ввода электрической энергии в сеть электроснабжения, причем ветроэнергетическая установка управляется согласно по меньшей мере одному способу в соответствии с вышеописанными вариантами выполнения. При этом ветроэнергетическая установка образует генератор и управляется соответствующим образом для ввода энергии в сеть электроснабжения. Устройство инвертора частоты предпочтительно имеет выпрямитель, который выпрямляет переменное напряжение от электрического генератора, и оно имеет инвертор для трансформации постоянного напряжения в переменное напряжение для ввода в сеть электроснабжения. Такое устройство инвертора частоты, в котором - при пренебрежении потерями - вся выработанная электрическая энергия полностью направляется через выпрямитель и через инвертор, может также обозначаться как концепция полного инвертора или технология полного инвертора. При этом вместо выпрямителя также может предусматриваться комбинация из нескольких выпрямителей, и/или вместо отдельного инвертора может быть предусмотрено несколько инверторов, которые соответственно могут преобразовывать только часть энергии.

Предпочтительным образом, ветроэнергетическая установка подключена к точке сетевого подключения, и выработанная электрическая энергия в этой точке сетевого подключения вводится в сеть электроснабжения, и отношение тока короткого замыкания выбирается меньше чем 10, предпочтительно меньше чем 6, далее предпочтительно меньше чем 4 и, в частности, меньше чем 2. Таким образом, вместе с соответствующим регулированием генератора, а именно, ветроэнергетической установки при вводе энергии обеспечивается возможность такого выбора очень малого отношения тока короткого замыкания. Таким образом, ветроэнергетические установки с высокими мощностями подключения, в особенности высокими номинальными мощностями, могут подключаться к относительно слабым сетям и, тем самым, устанавливаться в соответствующих децентрализованных местах. Тем самым может осуществлять освоение до сих пор непригодных мест установки, которые иначе могли осваиваться только при значительном регулировании сети электроснабжения.

Предпочтительным образом регистрируется или индицируется грозящая потеря стабильности в точке сетевого подключения. Тем самым должно по возможности предотвращаться прерывание ввода энергии, или генератор может подготавливаться к тому, чтобы предпринимать быстрое восстановление ввода энергии, если потеря стабильности все-таки возникает.

Регистрация или индикация грозящей потери стабильности осуществляется предпочтительно, когда величина частной производной сетевого напряжения по введенной действительной мощности превышает предопределенное предельное значение действительной мощности.

Посредством учета частной производной сетевого напряжения по действительной мощности чувствительность сети может распознаваться, и результат производной может, при необходимости, применяться как указание для выбора более стабильной рабочей точки.

Предпочтительным образом грозящая потеря стабильности регистрируется и индицируется на основе величины частной производной сетевого напряжения и по введенной реактивной мощности, если величина частной производной превышает предопределенное предельное значение реактивной мощности. И здесь учитывается или определяется чувствительность сети.

Предпочтительным образом грозящая потеря стабильности регистрируется или индицируется посредством разложения трехфазного напряжения сети электроснабжения методом симметричных компонент, причем исходят из грозящей потери стабильности, если величина компоненты напряжения прямой последовательности больше, чем предельное значение напряжения прямой последовательности. Дополнительно или альтернативно предложено, исходить из грозящей потери стабильности, если величина компоненты напряжения обратной последовательности больше, чем предельное значение напряжения обратной последовательности. Посредством известного способа симметричных компонент, в частности, учитываются несимметричности. Если контролируется величина компоненты напряжения прямой последовательности, то контролируется, в какой степени, упрощенно говоря, симметричная составляющая трехфазной системы напряжений превышает некоторое значение или падает ниже него. При учете компоненты напряжения обратной последовательности может, в частности, распознаваться, является ли степень асимметрии слишком большой и указывает на помеху в сети, которая позволяет ожидать потерю стабильности.

Также может учитываться величина разности между опорной частотой и номинальной частотой. Из грозящей потери стабильности можно исходить, когда разность превышает предопределенное предельное значение частоты или спадает ниже него или превышает эту величину.

Также предложен ветроэнергоцентр с несколькими ветроэнергетическими установками, причем каждая ветроэнергетическая установка содержит аэродинамический ротор, электрический генератор и устройство инвертора час