Способ снабжения энергией компонентов ветроэнергетической установки, а также устройство энергоснабжения и ветроэнергетическая установка с таким устройством
Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - обеспечение энергоснабжения по меньшей мере одного компонента ветроэнергетической установки. Согласно способу энергию в режиме работы ветроэнергетической установки отбирают устройством (22) энергоснабжения из энергии, генерируемой генератором (10) ветроэнергетической установки (100), и предоставляют компоненту (56-72) ветроэнергетической установки (100) для энергоснабжения, причем напряжение сгенерированной генератором (10) энергии выпрямляют выпрямителем (12) и промежуточно накапливают в промежуточном контуре (14) постоянного напряжения, причем энергию для снабжения компонента (56-72) отбирают устройством (22) энергоснабжения из промежуточного контура (14) постоянного напряжения, причем с помощью трансформатора (34) устройства (22) энергоснабжения напряжение, полученное из промежуточного контура (14) постоянного напряжения, преобразуют в напряжение, согласованное с компонентом (56-72), в частности, 400 В, причем трансформатор (34), в частности, на своей первичной стороне получает энергию из промежуточного контура (14) постоянного напряжения и, в частности, на вторичной стороне, на выходе (36) предоставляет энергию для компонентов (56-72), и трансформатор (34), в частности, на своей вторичной стороне дополнительно выполнен с возможностью соединения с сетью (20) энергоснабжения для предоставления энергии из сети (20) энергоснабжения для энергоснабжения компонентов (56-72) или возбуждающей схемы (39). 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Данное изобретение касается энергоснабжения ветроэнергетических установок, в частности, компонентов ветроэнергетических установок с помощью устройства энергоснабжения ветроэнергетической установки, а также способа энергоснабжения для этого.
Ветроэнергетические установки достаточно известны. В ветроэнергетических установках аэродинамический ротор приводит в действие якорь генератора, так что этот генератор получаемую от ветра кинетическую энергию преобразует в электрическую энергию. Эта электрическая энергия подается от генератора через трансформатор в соединенную с ветроэнергетической установкой сеть энергоснабжения. Для этого ветроэнергетическая установка через точку подсоединения к сети связана с сетью энергоснабжения.
Сети энергоснабжения известны, и с их помощью электрическая энергия распределяется между накопителями энергии и потребителями энергии. Такая сеть энергоснабжения в настоящее время работает с переменным напряжением с заранее заданной частотой сети, чаще всего 50 Гц или 60 Гц. Как источники питания, так и потребители настроены на эту частоту.
Поэтому такого рода сети энергоснабжения пригодны также и для энергоснабжения самой ветроэнергетической установки. Так что обычно сама ветроэнергетическая установка, в частности, ее компоненты, а именно электрические компоненты снабжаются электроэнергией из сети энергоснабжения. Компонентами, которые требуют энергоснабжения, являются, например, компоненты системы управления ветроэнергетической установки, охлаждающие устройства, механические исполнительные элементы, а также сама система управления. В качестве примера таких компонентов следует назвать привод для наведения по азимуту ветроэнергетической установки, исполнительные двигатели для перестановки роторных лопастей или различные охлаждающие устройства для охлаждения генератора и/или конверторов электрической энергии. Другими компонентами являются электрические устройства управления и регулирования, которые управляют работой механических компонентов ветроэнергетической установки.
Сеть энергоснабжения, с помощью которой ветроэнергетическая установка сама известным образом снабжается энергией, при этом подвержена колебаниям напряжения в диапазоне 10%. Эти колебания напряжения сети ограничены регулированием, так что с помощью соответствующих регулировочных механизмов указанные колебания напряжения сети удерживаются ниже 10%. Вследствие постоянного усложнения сети энергоснабжения рассматривается, однако, возможность повышения этих границ колебания напряжения сети, так как указанные регулировочные механизмы могут удерживать эту 10%-ную границу лишь с очень большими затратами.
Вследствие обычных в настоящее время колебаний напряжения сети, которые вероятно еще возрастут после ослабления указанных норм, будут возрастать требования к ветроэнергетической установке и, соответственно, к компонентам ветроэнергетической установки, чтобы обеспечивать более надежную работу ветроэнергетической установки при таких колебаниях напряжения сети. К тому же, для отдельных компонентов ветроэнергетической установки предусматриваются соответствующие схемы сглаживания и компенсационные схемы, чтобы, с одной стороны, в любой момент предоставить в распоряжение чувствительных конструктивных элементов этих компонентов достаточное напряжение для этого режима, а, с другой стороны, противодействовать повреждению компонента из-за слишком высокого напряжения.
Эти дополнительные схемы сглаживания и компенсационные схемы означают фактор дополнительных затрат при изготовлении ветроэнергетической установки, в частности, поскольку, тем самым, больше нельзя использовать стандартные компоненты, которые в соответствии со стандартом не содержат такого рода компенсационных схем.
Поэтому задача данного изобретения состоит в том, чтобы решить одну из вышеназванных проблем уровня техники. В частности, должна быть найдена возможность обеспечения энергоснабжения ветроэнергетической установки, которая предоставляет в распоряжение энергию со сравнительно низкими колебаниями напряжения в качестве сетевого напряжения сети энергоснабжения. В любом случае задачей данного изобретения является предоставление альтернативы известным из уровня техники решениям.
Немецкое патентное ведомство при проведении поиска по приоритетной заявке к настоящей заявке выявило следующий уровень техники: US 2011/0140534 A1 и US 2012/0056425 A1.
Кроме того, данное изобретение касается способа снабжения энергией по меньшей мере одного компонента, а именно одного электрического компонента ветроэнергетической установки посредством устройства энергоснабжения. Согласно этому способу, указанная энергия в режиме работы ветроэнергетической установки с помощью устройства энергоснабжения отбирается из энергии, произведенной генератором ветроэнергетической установки, и предоставляется для энергоснабжения этого компонента ветроэнергетической установки. Описанный здесь случай характеризует, таким образом, режим ветроэнергетической установки, который, например, следует отличать от фазы запуска ветроэнергетической установки, при которой ветроэнергетическая установка разгоняется. Этот режим характеризует, тем самым, состояние ветроэнергетической установки, при котором кинетическая энергия ветра преобразуется в электрическую энергию с помощью генератора ветроэнергетической установки и подается в соединенную с ветроэнергетической установкой электрическую сеть энергоснабжения.
Согласно изобретению в соответствии с этим в сеть энергоснабжения подается не вся электрическая энергия. Более того, часть электрической энергии, производимой генератором, не подается в сеть энергоснабжения, а этой энергией снабжаются компоненты ветроэнергетической установки. Отбор энергии из сети энергоснабжения, которая подвержена высоким колебаниям, например, в отношении напряжения, таким образом, больше не нужен для энергоснабжения компонентов. Компонентами здесь являются, например, системы управления ветроэнергетической установки, системы управления конверторов электрической энергии, система управления гондолы, насосы охлаждающей жидкости, приводы угла атаки, азимутальные приводы, электрическое оборудование башни и гондолы, например, освещение и вентиляция.
Благодаря изобретению в режиме работы ветроэнергетической установки в соответствии с этим электрическая энергия ветроэнергетической установки, необходимая для энергоснабжения компонентов ветроэнергетической установки, отбирается непосредственно из электрической энергии, генерируемой генератором ветроэнергетической установки. Эта энергия подвержена меньшим колебаниям, в частности, в отношении ее напряжения, чем сетевое напряжение, так что можно отказаться от компенсационных компонентов из указанных отдельных компонентов ветроэнергетической установки.
Кроме того, данное изобретение касается устройства энергоснабжения, с помощью которого осуществляется предпочтительно способ того же назначения. Это устройство энергоснабжения с одной стороны имеет вход, который электрически соединен с генератором ветроэнергетической установки, а с другой стороны имеет выход, который соединен с компонентом ветроэнергетической установки. Такое устройство энергоснабжения обеспечивает указанный компонент энергией, генерируемой генератором.
Согласно первому варианту осуществления энергия, генерируемая генератором, выпрямляется с помощью выпрямителя и промежуточно аккумулируется в промежуточном контуре постоянного напряжения. Указанная энергия для снабжения компонента ветроэнергетической установки отбирается из промежуточного контура постоянного напряжения посредством устройства энергоснабжения. Это устройство энергоснабжения имеет, таким образом, вход, который может соединяться или соединен с промежуточным контуром постоянного напряжения. Благодаря подаче произведенной генератором энергии в промежуточный контур постоянного напряжения для указанного компонента ветроэнергетической установки сначала обеспечивается стабильное постоянное напряжение, которое, по существу, не имеет никаких колебаний или подвержено лишь небольшим колебаниям. Стабильное, по существу, свободное от колебаний постоянное напряжение может быть просто преобразовано в определенное напряжение для энергоснабжения компонентов ветроэнергетической установки, так что, по существу, больше не смогут возникнуть никакие колебания напряжения. Таким образом, можно отказаться от дополнительных конструктивных элементов для компенсации колебаний.
Согласно следующему варианту осуществления устройства энергоснабжения последнее в соответствии с этим соединено с промежуточным контуром постоянного напряжения, чтобы из этого промежуточного контура постоянного напряжения отбирать энергию для энергоснабжения компонента ветроэнергетической установки.
Согласно следующему варианту осуществления указанное напряжение энергии, отбираемой из промежуточного контура постоянного напряжения для снабжения энергией указанных компонентов, подается на инвертор устройства энергоснабжения и в этом инверторе преобразуется в переменное напряжение. Этот инвертор устройства энергоснабжения отличается от инвертора, который преобразует напряжение промежуточного контура в переменное напряжение для предоставления в сеть энергоснабжения. Соответственно, это устройство энергоснабжения содержит инвертор для преобразования напряжения отбираемой из промежуточного контура постоянного напряжения энергии в переменное напряжение, служащее для энергоснабжения компонентов.
Таким образом, помимо инвертора, преобразующего ранее предоставленную генератором энергию в переменное напряжение с частотой, согласованной с частотой сети энергоснабжения, в устройстве энергоснабжения предусмотрен собственный инвертор, чтобы предоставлять в распоряжение переменное напряжение с частотой, согласованной с частотой компонентов. Благодаря этому указанный инвертор устройства энергоснабжения можно укомплектовать таким образом, что будет обеспечиваться подходящая для компонентов частота, которая, например, наиболее свободна от колебаний.
При этом можно учитывать также, что к компонентам может предъявляться другое требование по частоте переменного напряжения, чем к сети. Если, например, для стабилизации сети поставляемая генератором энергия, которая должна подаваться в сеть энергоснабжения, особым образом корректируется в отношении своей частоты переменного напряжения, то независимо от этого инвертором устройства энергоснабжения может также обеспечиваться частота переменного напряжения, согласованная с частотой компонентов. Такое энергоснабжение компонентов происходит, тем самым, независимо от частоты, возможно согласованной с требованиями к сети.
Согласно следующему варианту осуществления преобразованное инвертором устройства энергоснабжения переменное напряжение фильтруется посредством фильтра. Этот фильтр предпочтительно имеет индуктивность или дроссель, и/или по меньшей мере один конденсатор. Соответственно, устройство энергоснабжения согласно одному варианту выполнения содержит фильтр, а именно предпочтительно индуктивность или дроссель, и/или по меньшей мере один конденсатор, чтобы фильтровать преобразованное инвертором переменное напряжение устройства энергоснабжения.
Такая фильтрация служит, в частности, для сглаживания переменного напряжения, которое, например, на выходе инвертора является «прерывистым». Таким образом, получается сглаженное переменное напряжение, по существу, с постоянным синусоидальным характером. Благодаря этому снижаются требования к компонентам ветроэнергетической установки в отношении их нечувствительности к нестабильному переменному напряжению.
Согласно следующему варианту осуществления в устройстве энергоснабжения предусмотрен трансформатор, чтобы напряжение энергии, отобранной из промежуточного контура постоянного напряжения и преобразованной в переменное напряжение, преобразовывать в напряжение, которое скорректировано под указанные компоненты. При этом предпочтительно это переменное напряжение преобразуется в напряжение 400 В. Таким образом, на компоненты могут предоставляться скорректированные амплитуды напряжения.
Согласно следующему варианту осуществления указанное устройство энергоснабжения содержит накопитель энергии, который через вход устройства энергоснабжения может соединяться с промежуточным контуром постоянного напряжения. Этим накопителем энергии является, в частности, аккумулятор или так называемый «Powercap» (силовой конденсатор). Таким образом, компоненты ветроэнергетической установки могут снабжаться энергией из накопителя энергии, когда генератор не генерирует никакой энергии, в то время как накопитель энергии может заряжаться из промежуточного контура постоянного напряжения.
Согласно следующему варианту осуществления способа в том случае, если в промежуточном контуре постоянного напряжения или в имеющемся при необходимости накопителе энергии не имеется в распоряжении никакой энергии, указанный по меньшей мере один компонент забирает энергию из сети энергоснабжения, соединенной с ветроэнергетической установкой. Предпочтительно для этого трансформатор устройства энергоснабжения, например, на его вторичной стороне, с которой также компоненты снабжаются энергией, одновременно соединен с подающим энергию в сеть трансформатором ветроэнергетической установки через дополнительный вход устройства энергоснабжения. Если, например, энергия из накопителя энергии устройства энергоснабжения исчерпана, когда ветроэнергетическая установка находится в аварийном режиме, то новый запуск ветроэнергетической установки может осуществляться путем отбора энергии из сети энергоснабжения.
Согласно следующему варианту осуществления устройство энергоснабжения имеет выпрямитель, чтобы подаваемую на устройство энергоснабжения энергию из сети энергоснабжения на дополнительном выходе предоставлять возбуждающей схеме генератора и/или накопителю энергии, в частности, для зарядки.
Согласно следующему варианту осуществления предусмотрен переключатель на внешнее энергоснабжение основного электрооборудования указанных компонентов, например, освещения, гнездовых колодок штепсельных разъемов и т.п. Для этого устройство энергоснабжения содержит дополнительный вход для подключения внешнего источника энергоснабжения, который является, например, внешним генераторным агрегатом. Таким образом, указанное основное оборудование может эксплуатироваться, тогда как все другие компоненты установки могут быть отделены от сети. Примером этого может служить ситуация, когда нет никакой сети энергоснабжения, например, во время возведения ветроэнергетической установки, при выходе из строя сети энергоснабжения или выполнении работ по ремонту и обслуживанию на трансформаторе или, соответственно, на устройстве энергоснабжения.
Другие варианты выполнения будут рассмотрены подробнее ниже на примерах осуществления, представленных на прилагаемых чертежах, на которых показано .
Фиг. 1 ветроэнергетическая установка,
Фиг. 2 схема энергоснабжения ветроэнергетической установки,
Фиг. 3 блок-схема способа снабжения энергией по меньшей мере одного компонента ветроэнергетической установки в режиме работы ветроэнергетической установки,
Фиг. 4 этапы запуска ветроэнергетической установки без накопителя энергии устройства энергоснабжения, и
Фиг. 5 этапы запуска ветроэнергетической установки с накопителем энергии.
На Фиг. 1 показано схематичное изображение ветроэнергетической установки 100 согласно изобретению. Ветроэнергетическая установка 100 имеет башню 102 и гондолу 104 на башне 102. На гондоле 104 установлен аэродинамический ротор 106 с тремя роторными лопастями 108 и обтекателем 110. Аэродинамический ротор 106 в режиме работы ветроэнергетической установки приводится ветром во вращательное движение и, тем самым, вращает также электродинамический ротор или якорь генератора, который прямо или опосредованно связан с аэродинамическим ротором 106. Электрический генератор размещен в гондоле 104 и генерирует электрическую энергию. Углы установки роторных лопастей 108 могут изменяться посредством моторов для изменения углов атаки на комлевых участках 108b соответствующих роторных лопастей 108.
На Фиг. 2 показана схема энергоснабжения в ветроэнергетической установке 100. Ветроэнергетическая установка 100 имеет генератор 10, который генерирует электрическую энергию. Эта электрическая энергия выпрямляется посредством выпрямителя 12 и подается в промежуточный контур 14 постоянного напряжения. Здесь для большей наглядности представлен лишь один выпрямитель 12, причем он согласно другим примерам выполнения может состоять из нескольких модулей, т.е. из нескольких выпрямителей 12 или содержит их. Из промежуточного контура 14 постоянного напряжения указанная энергия с выпрямленным напряжением подается в инвертор 16, который преобразует это выпрямленное напряжение в переменное напряжение с частотой, согласованной с требованиями к сети. Указанная энергия с переменным напряжением затем подается через замкнутый выключатель 17 и с помощью сетевого трансформатора 18 трансформируется до напряжения, подходящего для сети 20 энергоснабжения, соединенной с ветроэнергетической установкой 100, и подается в сеть 20 энергоснабжения.
Кроме того, представлено устройство 22 энергоснабжения, которое через выключатель 24 на своем входе 25 может соединяться с промежуточным контуром 14 постоянного напряжения.
Сгенерированная генератором 10 энергия, тем самым, подается через вход 25 в устройство 22 энергоснабжения после выпрямления с помощью выпрямителя 12. С промежуточным контуром 14 постоянного напряжения при замкнутом выключателе 24 соединен накопитель 26 энергии, в котором энергия накапливается. Помимо этого накопителя 26 энергии указанный промежуточный контур 14 постоянного напряжения имеет также несколько не представленных емкостей для того, чтобы накапливать энергию, так что накопитель 26 энергии представляет собой опциональный конструктивный элемент.
Согласно представленному здесь предпочтительному примеру выполнения с накопителем 26 энергии в дополнение к уже и так имеющимся в промежуточном контуре 14 постоянного напряжения емкостям возможно существенно большее накопление энергии, чем без накопителя энергии. В аварийных ситуациях или в режиме запуска, когда сам генератор 10 не генерирует энергию, указанный накопитель 26 энергии служит для того, чтобы предоставлять энергию устройству 22 энергоснабжения независимо от промежуточного контура 14 постоянного напряжения.
В устройстве 22 энергоснабжения, кроме того, предусмотрен инвертор 28, который постоянное напряжение энергии, сгенерированной генератором 10 напряжения, из промежуточного контура 14 постоянного напряжения преобразует в переменное напряжение. В противоположность инвертору 16, который преобразует частоту напряжения в соответствии с частотой, пригодной для подачи напряжения в сеть, инвертор 28 предназначен для того, чтобы генерировать напряжение с частотой, пригодной для снабжения энергией компонентов ветроэнергетической установки 100. На выходе инвертора 28 установлен фильтр 30, а именно дроссель и/или один или несколько конденсаторов, сглаживающие генерируемое инвертором 28 переменное напряжение.
Кроме того, предусмотрен выключатель 32, через который в его замкнутом состоянии сглаженное переменное напряжение подается на первичную сторону трансформатора 34. Трансформатор 34 трансформирует указанное напряжение в напряжение, пригодное для энергоснабжения компонентов ветроэнергетической установки 100. Оно выдается на выходе 36 вторичной стороны трансформатора 34. Предпочтительно на трансформатор 34, например, на его первичную сторону подается переменное напряжение 550 В или 500 В, а на выходе 36 выдается напряжение 400 В для энергоснабжения компонентов. В режиме работы ветроэнергетической установки 100 в соответствии с этим выключатели 24 и 32 замкнуты.
Вторичная сторона трансформатора 34 устройства 22 энергоснабжения через выключатели 37 и 43 может соединяться с трансформатором 18 со стороны сети. В том случае, если накопитель 26 энергии не предусмотрен, или накопитель 26 энергии разряжен, и ветроэнергетическая установка 100 отключена, т.е. не генерирует энергию, то эти выключатели 37 и 43 могут замыкаться. Таким образом напряжение может отбираться из сети 20 энергоснабжения и через вторичную сторону трансформатора 34 преобразовываться в напряжение для энергоснабжения компонентов. Оно выдается на выходе 36.
Благодаря замкнутому выключателю 37 и другому замкнутому выключателю 42 возможно, что, если накопитель 26 энергии не предусмотрен или этот накопитель 26 энергии разряжен, и ветроэнергетическая установка 100 отключена, на выпрямитель 38 устройства 22 энергоснабжения энергия тоже подается из сети 20 энергоснабжения . В таком случае она предоставляется на дополнительном выходе 41 для возбуждающей схемы 39, так что возбуждение генератора 10 через понижающий преобразователь 40 возбуждающей схемы 39 делает возможным запуск ветроэнергетической установки 100.
Таким образом, предоставляемая сетью 20 энергоснабжения энергия может подаваться на выпрямитель 38, который выпрямляет энергию из сети, и с помощью понижающего преобразователя 40 осуществляется внешнее возбуждение генератора 10. Для этого сеть 20 энергоснабжения через выключатель 42 соединена с выпрямителем 38. В нормальном режиме ветроэнергетической установки 100, т.е. если генератор 10 подает достаточно энергии в контур 14 постоянного напряжения, и она там предоставляется в распоряжение, понижающий преобразователь 40 запитывается прямо из промежуточного контура 14 постоянного напряжения, причем тогда выключатель 42 разомкнут. Здесь следует считаться с тем, что при запуске кратковременно используется сетевое напряжение с колебаниями, так как иначе запуск был бы невозможен.
Если имеется представленный накопитель 26 энергии, и он заряжен, а ветроэнергетическая установка 100 отключена, то для запуска выключатели 42 и 43 разомкнуты, а выключатели 24 и 32 замкнуты. Таким образом, понижающий преобразователь 40 может запитываться из накопителя 26 энергии, и тем самым может создаваться возбуждение в генераторе 10, так что генератор 10 с внешним возбуждением начинает генерировать энергию, которая в таком случае подается в промежуточный контур 14 постоянного напряжения. Как только в промежуточном контуре 14 постоянного напряжения окажется в распоряжении достаточно энергии, накопитель 26 энергии снова заряжается.
Кроме того, выход 36 трансформатора 34 соединен с главным распределительным пунктом 44 для распределения энергии по компонентам ветроэнергетической установки 100. Через выключатели 46-54 выдаваемая на выходе 36 трансформатора 34 энергия затем может подаваться на компоненты ветроэнергетической установки 100. Первым компонентом является, например, насос 56 охлаждающей жидкости для перекачивания охлаждающей жидкости для охлаждения конверторов электрической энергии. Другими компонентами являются привод 58 механизма изменения угла атаки и азимутальный привод 60. Кроме того, еще одним компонентом является блок 62 повторного охлаждения для охлаждения охлаждающей жидкости, которая перекачивается насосом 56 охлаждающей жидкости. К тому же, одним компонентом является так называемый модуль 64 ввода (E-Modul), который, например, содержит систему управления для управления инвертором 16, чтобы генерировать согласованный с сетью переменный ток. Далее, компоненты включают в себя электрооборудование башни 66, а также электрооборудование гондолы 104. Электрооборудование башни 66, а также электрооборудование гондолы 104 включают в себя, например, осветительные и вентиляционные системы в башне 102 и, соответственно, в гондоле 104.
Другими компонентами, которые соединены с выходом 36 трансформатора 34, являются, например, система управления модуля 70 ввода, а также система управления гондолой 72. Поскольку эти компоненты 70 и 72 требуют особого напряжения, то перед компонентами 70 и 72 включаются соответствующие дополнительные трансформаторы 74 и 76.
На Фиг. 3 показано энергоснабжение ветроэнергетической установки 100 в нормальном режиме работы, т.е. когда генератор 10 генерирует энергию и через выпрямитель 12 подает ее в промежуточный контур 14 постоянного напряжения. При этом на этапе 80 энергия из промежуточного контура 14 постоянного напряжения отбирается, а на этапе 82 постоянное напряжение преобразуется в переменное напряжение. На этапе 84 это переменное напряжение с помощью фильтра 30, в частности, дросселя и/или по меньшей мере одного конденсатора сглаживается, и на этапе 86 это сглаженное переменное напряжение с помощью трансформатора 34 трансформируется в согласованное с компонентами напряжение. На этапе 88 это напряжение подается на компоненты 56-72 для энергоснабжения.
На Фиг. 4 показаны этапы запуска ветроэнергетической установки 100 без накопителя 26 энергии. При этом через трансформатор 18 на этапе 90, на котором предпочтительно выключатели 37 и 42, 43 замкнуты, а выключатель 32 разомкнут, энергия отбирается из сети 20 энергоснабжения и подается на трансформатор 34 на этапе 91. Трансформатор 34 преобразует отобранное из сети 20 напряжение на этапе 92 в напряжение для энергоснабжения компонентов 56-72 ветроэнергетической установки 100. Кроме того, на этапе 92 на выпрямитель 38 и на понижающий преобразователь 40 для создания внешнего возбуждения генератора 10 энергия предоставляется из сети 20 энергоснабжения. За счет вращения генератора 10 на этапе 94 генерируется энергия, и она через выпрямитель 12 подается в промежуточный контур 14 постоянного напряжения. После того, как напряжение в промежуточном контуре 14 постоянного напряжения достигает определенного уровня, на этапе 96 предпочтительно выключатели 37 и 42, 43 размыкаются, а выключатели 17 и 32 замыкаются. Теперь из промежуточного контура 14 постоянного напряжения энергия подается в сеть 20 энергоснабжения, и компоненты 56-72, а также понижающий преобразователь 40 для создания возбуждения для генератора 10 запитываются из промежуточного контура 14 постоянного напряжения. Это происходит на этапе 98.
Согласно одной альтернативе на этапе 90 выключатели 17, 32 и 42 замыкаются, а выключатель 43 размыкается. Энергия отбирается из сети 20 энергоснабжения и подается на трансформатор 34, а также на возбуждающую схему 39 через выпрямитель 38 на этапе 91. Трансформатор 34 преобразует это отобранное из сети 20 напряжение на этапе 92 в напряжение для энергоснабжения компонентов 56-72 ветроэнергетической установки 100.
Этим способом можно даже в случае обслуживания или ремонта обеспечивать энергоснабжение компонентов установки, и при этом не требуется заряжать промежуточный контур постоянного напряжения. Так возникает возможность снабжения напряжением лишь небольшого количества определенных компонентов установки, тогда как другие компоненты надежно отсоединены от напряжения.
На Фиг. 5 показан другой способ запуска ветроэнергетической установки 100 в случае, если имеется накопитель 26 энергии. В этом варианте посредством накопителя 26 энергии через инвертор 28, фильтр 30 и трансформатор 34 на выходе 36 этого трансформатора 34 предоставляется напряжение, подаваемое на компоненты 56-72. Кроме того, на возбуждающую схему 39 энергия подается из накопителя 26 энергии. Это происходит на этапе 100. На этапе 102 генератор 10 генерирует энергию, и она подается в промежуточный контур 14. На этапе 104 промежуточный контур 14 постоянного напряжения служит для энергоснабжения возбуждающей схемы 39, а также компонентов 56-72 показанным на Фиг. 3 образом. Кроме того, на этом этапе заряжается накопитель 26 энергии.
1. Способ снабжения энергией по меньшей мере одного компонента (56-72) ветроэнергетической установки (100) посредством устройства (22) энергоснабжения, причем энергию в режиме работы ветроэнергетической установки (100) отбирают устройством (22) энергоснабжения из энергии, генерируемой генератором (10) ветроэнергетической установки (100), и предоставляют компоненту (56-72) ветроэнергетической установки (100) для энергоснабжения,
причем напряжение сгенерированной генератором (10) энергии выпрямляют выпрямителем (12) и промежуточно накапливают в промежуточном контуре (14) постоянного напряжения, причем энергию для снабжения компонента (56-72) отбирают устройством (22) энергоснабжения из промежуточного контура (14) постоянного напряжения,
причем с помощью трансформатора (34) устройства (22) энергоснабжения напряжение, полученное из промежуточного контура (14) постоянного напряжения, преобразуют в напряжение, согласованное с компонентом (56-72), в частности, 400 В,
причем трансформатор (34), в частности, на своей первичной стороне получает энергию из промежуточного контура (14) постоянного напряжения и, в частности, на вторичной стороне, на выходе (36) предоставляет энергию для компонентов (56-72), и трансформатор (34), в частности, на своей вторичной стороне дополнительно выполнен с возможностью соединения с сетью (20) энергоснабжения для предоставления энергии из сети (20) энергоснабжения для энергоснабжения компонентов (56-72) или возбуждающей схемы (39).
2. Способ по п. 1, в котором напряжение энергии, отбираемой из промежуточного контура (14) постоянного напряжения, для энергоснабжения компонента (56-72), преобразуют инвертором (28) устройства (22) энергоснабжения в переменное напряжение, причем инвертор (28) устройства (22) энергоснабжения отличается от инвертора (16), который напряжение энергии, предоставленной в промежуточном контуре (14) постоянного напряжения, для сети (20) энергоснабжения, преобразует в переменное напряжение.
3. Способ по п. 2, в котором переменное напряжение, преобразованное инвертором (28) устройства (22) энергоснабжения фильтруют, в частности, сглаживают фильтром (30) устройства (22) энергоснабжения, в частности, индуктивностью или дросселем, и/или по меньшей мере одним конденсатором.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором устройство (22) энергоснабжения содержит накопитель (26) энергии, который, в частности, является аккумулятором, и упомянутый по меньшей мере один компонент (56-72) ветроэнергетической установки (100) и/или возбуждающая схема (39) ветроэнергетической установки (100) выполнены с возможностью снабжаться энергией из накопителя энергии (26), в частности, когда генератор (10) не генерирует энергию.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором в случае, если в промежуточном контуре (14) постоянного напряжения и/или в накопителе (26) энергии энергия отсутствует, упомянутый по меньшей мере один компонент (56-72) и/или возбуждающую схему (39) снабжают энергией из сети (20) энергоснабжения, соединенной с ветроэнергетической установкой (100).
6. Устройство энергоснабжения, которое выполнено с возможностью осуществления способа по любому из пп. 1-5,
причем устройство (22) энергоснабжения имеет вход (25), который выполнен с возможностью соединяться с промежуточным контуром (14) постоянного напряжения, и на выходе (36) предоставляет энергию для энергоснабжения компонентов (56-72) и/или на дополнительном выходе (41) предоставляет энергию для энергоснабжения возбуждающей схемы (39) ветроэнергетической установки (100),
причем устройство (22) энергоснабжения имеет инвертор (28) для преобразования напряжения подаваемой на вход (25) энергии в переменное напряжение, согласованное с компонентами (56-72), и
причем устройство (22) энергоснабжения имеет трансформатор (34) для трансформирования переменного напряжения, сгенерированного инвертором (28), в переменное напряжение, подходящее для энергоснабжения компонентов (56-72),
причем трансформатор (34), в частности, на своей первичной стороне получает энергию из промежуточного контура (14) постоянного напряжения и, в частности, на вторичной стороне, на выходе (36) предоставляет энергию для компонентов (56-72), и трансформатор (34), в частности, на своей вторичной стороне дополнительно выполнен с возможностью соединения с сетью (20) энергоснабжения для предоставления энергии из сети (20) энергоснабжения для энергоснабжения компонентов (56-72) или возбуждающей схемы (39).
7. Устройство энергоснабжения по п. 6, причем устройство (22) энергоснабжения имеет фильтр (30), в частности, индуктивность или дроссель, и/или по меньшей мере один конденсатор, для сглаживания сгенерированного инвертором (28) переменного напряжения.
8. Устройство энергоснабжения по любому из пп. 6 или 7, причем устройство (22) энергоснабжения имеет накопитель (26) энергии, который предпочтительно выполнен с возможностью соединяться с промежуточным контуром (14) постоянного напряжения.
9. Устройство энергоснабжения по любому из пп. 6-8, причем устройство (22) энергоснабжения имеет выпрямитель (38), для предоставления поданной на устройство (22) энергоснабжения энергии из сети (20) энергоснабжения в возбуждающую схему (39) на дополнительном выходе (41) и/или в накопитель (26) энергии, и/или в компоненты (56-72).
10. Ветроэнергетическая установка с устройством (22) энергоснабжения по любому из пп. 6-9, в частности, для осуществления способа по любому из пп. 1-5.
