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Title:
METHOD FOR CONTROLLING A WIND FARM AND DEVICE FOR CONTROLLING A WIND FARM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/074002
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method (300) for controlling a wind farm (10) comprising a plurality of wind turbines (200). The method (300) comprises: Providing a set of turbine target values for the plurality of wind turbines (200); providing a set of farm target values for the wind farm (10); optimising control of the wind turbines (200) on the basis of the set of turbine target values; and optimising control of the wind farm (10) on the basis of the set of farm target values.

Inventors:
VERA-TUDELA LUIS (DE)
BUSTAMANTE AUGUSTO (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/078255
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 08, 2020
Export Citation:
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Assignee:
POLYTECH WIND POWER TECH GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
F03D7/02; F03D7/04
Domestic Patent References:
WO2013083138A12013-06-13
Foreign References:
US20110046803A12011-02-24
US20190203696A12019-07-04
US20140152105A12014-06-05
Attorney, Agent or Firm:
MEISSNER BOLTE PATENTANWÄLTE RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB et al. (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren (300) zur Steuerung eines Windparks (10) mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen (200), umfassend:

Vorgeben eines Satzes von Anlagenziel werten für die Mehrzahl von Windenergieanlagen (200);

Vorgeben eines Satzes von Parkzielwerten für den Windpark (10);

Optimieren der Steuerung der Windenergieanlagen (200) auf Grundlage des Satzes von Anlagenzielwerten; und

Optimieren der Steuerung des Windparks (10) auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren Spieltheorie zur Optimierung verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Optimieren der Steuerung des Windparks (10) auf Grundlage des Satzes von Parkziel werten zu einer Änderung einer Leistungskurve von mindestens einer der Mehrzahl von Windenergieanlagen (200) führt.

4. Verfahren nach einem der vorhereigen Ansprüche, wobei der Satz von Parkzielwerten mindestens einen Parameter aus folgender Gruppe berücksichtigt: eine Netzauslastung, einen aktuellen Energiebedarf, einen Unterschied zwischen geplanter und tatsächlicher Leistungserzeugung, durch akkumulierte

Ermüdungslastenindikatoren indizierte Lebensdauer und Ausfallabweichungen von statistischen Repräsentationen von ähnlichen Windenergieanlagen (200).

5. Verfahren nach einem der vorhereigen Ansprüche, wobei sowohl das Optimieren der Steuerung der Windenergieanlagen (200) auf Grundlage des Satzes von Anlagenziel werten als auch das Optimieren der Steuerung des Windparks (10) auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten von den Windenergieanlagen (200) durchgeführt wird, insbesondere von einer Mehrzahl von Datenverarbeitungseinrichtungen (52a, 52b, 52c, 52d), die jeweilig mit einer entsprechenden der Mehrzahl von Windenergieanlagen (200) verbunden sind.

6. Verfahren nach einem der vorhereigen Ansprüche, wobei die Windenergieanlagen (200) Zugriff auf mindestens eine Information aus folgender Gruppe haben: einen Aufbau des Windparks (10), ein aero-elastisches Model der Windturbine, einen Energiebedarf des Netzes, Wettervorhersagen, mechanische Belastungen (wie beispielswiese Biegemoment und/oder Beschleunigungen) an zumindest einem Punkt der Windenergieanlage (200), Betriebsstatuscodes der Windenergieanlage (200) und einen repräsentative Statistik des Windparks (10).

7. Verfahren nach einem der vorhereigen Ansprüche, ferner umfassend:

Ändern einer Ausgangsleistung einer Windenergieanlagen (200) auf Grundlage des Optimierens der Steuerung der Windenergieanlagen auf Grundlage des Satzes von Anlagenziel werten und/oder des Optimierens der Steuerung des Windparks (10) auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Ausgangsleistung einer Windenergieanlagen (200) zugunsten einer Erhöhung einer Gesamtausgangsleistung der Mehrzahl der Windenergieanlagen (200) gesenkt wird.

9. Vorrichtung zur Steuerung eines Windparks, umfassend: eine Steuerung zur Steuerung (52) von Windenergieanlagen des Windparks, die angepasst ist, das Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 9 auszuführen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuerung (52) eine Mehrzahl von Datenverarbeitungseinrichtungen (52a, 52b, 52c, 52d) aufweist, die jeweilig mit einer entsprechenden der Mehrzahl von Windenergieanlagen verbunden sind.

Description:
VERFAHREN ZUR STEUERUNG EINES WINDPARKS, VORRICHTUNG ZUR

STEUERUNG EINES WINDPARKS

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Ausfühmngsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen ein Verfahren zur Steuerung eines Windparks sowie eine Vorrichtung zur Steuerung eines Windparks. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen insbesondere ein Verfahren zur Steuerung eines Windparks und ein Verfahren zur Steuerung eines Windparks, die ggfs unter Einbeziehung von Spieltheorie das Verhalten sowohl eine einzelne Windenergieanlagen als auch des gesamten Windparks optimieren.

STAND DER TECHNIK

[0002] Derzeit wird die von Windparks produzierte Energie insgesamt durch die individuelle Optimierung der Windenergieanlagen gesteuert. Jede Windenergieanlagen ist dann autonom und regelt die von ihr erzeugte Energie basierend auf ihren lokalen Messungen (typischerweise die Drehzahl und eine gewisse Messung ihrer Vibration).

[0003] Bestimmte bisherige Optimierungen auf Parkebene befassen sich typischerweise mit der Identifizierung, Abschätzung und Modifizierung der Auswirkungen von Nachlaufeffekten auf einzelne Windenergieanlagen, d.h. der Optimierung dieser Auswirkungen auf lokaler Windenergieanlagenebene, z.B. der Modifizierung der Einstellung, die das Gieren zum Drehen der Anlagen steuert. Ein weiterer Ansatz besteht darin, die Leistung des Windparks auf ein bestimmtes Niveau zu reduzieren, d.h. einen niedrigeren maximalen Strom pro Turbine im Windpark einzustellen. In einigen anderen Fällen beinhaltet die Auswahl der neuen Einstellungen das Hinzufügen von Lastsensoren an Turbinen. Obwohl diese Ansätze ein Schritt nach vorne sind, basieren sie auf einer Optimierung auf lokaler Ebene sowie einem Nachlauf-Effekt und implizieren ihre Schätzung in einer zentralisierten hierarchischen Weise. Die vorgeschriebene Optimierung erfolgt aus einer Mischung der erwarteten Nachlauf-Effekte und historischen Datenbanken. [0004] Ferner kann unter bestimmten Umständen die Durchdringung der Windenergie auf dem Strommarkt hoch, die Nachfrage auf dem Strommarkt jedoch eher gering sein. Bei sonst konstanten Bedingungen bedeuten höhere Windgeschwindigkeiten höhere Belastungen, was eine Verkürzung der Lebensdauer der Windenergieanlage bedeutet. Zudem bedeutet ein geringer Strombedarf auch einen geringeren Preis pro KWh. Daher werden die Windenergieanlagen in einem Windpark stärker belastet und zeitgleich ein niedrigerer Preis je kWh erzielt.

[0005] Nach einem modellbasierten Ansatz zur Darstellung der Turbinen-Wind Wechselwirkung aktiviert die lokale Steuerung die maßgeblichen Parameter (typischerweise den Blattpitch, entweder kollektiv für alle Blätter oder einzeln). Eines der Hauptprobleme hierbei ist, dass das globale Optimum aufWindparkebene nicht unbedingt durch die Summe vieler lokaler Optimierungen erreicht wird. Derzeit wird die Optimierung auf Grundlage von Simulationen durchgeführt, d.h. sie bezieht keine aktuellen Variablen ein, wie z.B. Energiebedarf, Verfügbarkeit der Windenergieanlagen und Leistungseinbußen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0006] Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen Verfahren zur

Steuerung eines Windparks bereit. Ferner stellen Ausführungsformen der vorliegenden Vorrichtungen zur Steuerung eines Windparks bereit. [0007] Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Steuerung eines

Windparks mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Vorgeben eines Satzes von Anlagenziel werten für die Mehrzahl von

Windenergieanlagen; Vorgeben eines Satzes von Parkziel werten für den Windpark; Optimieren der Steuerung der Windenergieanlagen auf Grundlage des Satzes von Anlagenzielwerten; und Optimieren der Steuerung des Windparks auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten. Alternativ der zusätzlich kann ein Optimieren der Ziele von einzelne Windenergieanlagen und/oder das gesamten Windparks auf Basis eines kontinuierlichen Lemsy stems (z.B. Bayessches Lernen) durchgeführt werden. [0008] Gemäß einer Ausführungsform wird Vorrichtung zur Steuerung eines Windparks mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Steuerung zur Steuerung von Windenergieanlagen des Windparks. Die Steuerung ist angepasst, ein Verfahren zur Steuerung eines Windparks mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen auszuführen. Das Verfahren umfasst: Vorgeben eines Satzes von Anlagenziel werten für die Mehrzahl von Windenergieanlagen; Vorgeben eines Satzes von Parkzielwerten für den Windpark; Optimieren der Steuerung der Windenergieanlagen auf Grundlage des Satzes von Anlagenzielwerten; und Optimieren der Steuerung des Windparks auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0009] Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

[0010] Fig. 1 zeigt schematisch beispielhaft einen Windpark mit drei Windenergieanlagen gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen;

[0011] Fig. 2 zeigt schematisch eine Windkraftanlage gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen;

[0012] Fig. 3 zeigt schematisch beispielhaft einen Windpark mit drei

Windenergieanlagen gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen; [0013] Fig. 4 zeigt schematisch beispielhaft einen Windpark mit drei

Windenergieanlagen gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen;

[0014] Fig. 5 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen;

[0015] Fig. 6 zeigt beispielhaft ein Diagramm zur Illustration einer Prognose eines Marktpreises von Windenergie in Abhängigkeit von einer Windgeschwindigkeit; [0016] Fig. 7 zeigt beispielhaft ein Diagramm zur Illustration eines Ertrags je Windenergieanlage über einen Tagesverlauf;

[0017] Fig. 8 zeigt beispielhaft ein Diagramm zur Illustration eines Vergleichs einer Leistung einer Windenergieanlage in Abhängigkeit von einer Windgeschwindigkeit; und [0018] Fig. 9 zeigt schematisch beispielhaft einen Windpark mit mehreren

Windenergieanlagen und einer Leistungsabgabe von einzelnen Windenergieanlagen gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG [0019] Im Folgenden wird detaillierter Bezug genommen auf verschiedene

Ausführungsformen der Erfindung, wobei ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen veranschaulicht sind.

[0020] Wie oben eingeführt verwenden klassische Optimierungsmodelle ein hierarchisches System, das auf lokalen Optimierungen basiert (nicht-kooperativ, Baseline), das durch die vorschriftsmäßige Einbeziehung eines Nachlauf-Effekts (kooperativ) verbessert wird. Die vorliegende Offenbarung hingegen stellt hingegeben ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, bei denen einen Satz von Zielvariablen definiert wird, die jede Windturbine optimieren soll, und einen allgemeinen Satz von Zielvariablen für den gesamten Windpark. Dazu kann die vorliegende Offenbarung beispielsweise Spieltheorie verwenden. [0021] Somit kann die Steuerung der einzelnen Windenergieanlagen einer neuen

Leistungskurve folgen, die insbesondere dynamisch aus den mehreren Zielvariablen oder Zielwerten ausgewählt wird. Dieser Satz kann beispielweise folgende Variablen oder Werte aufweisen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein: monetäre Einnahmen aus der Energieerzeugung, Energiebedarf, Differenz zwischen prognostizierter und geplanter Energieerzeugung, Lebensdauer in Form von Indikatoren für die akkumulierten Ermüdungslasten, Ausfallzeitabweichung von der statistischen Darstellung in ähnlichen Turbinen, etc. [0022] Zur Durchführung der Optimierung kann jede Windenergieanlage eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen. Die Datenverarbeitungseinrichtungen können Zugriff auf folgende Informationen haben: Windpark-Layout, aeroelastische Modelle der Windkraftanlage, Energiemarktpreis, Energiebedarf, Wettervorhersagen, mechanische Belastungen (z.B. Biegemomente und Beschleunigungen) an verschiedenen Stellen entlang der Windenergieanlage, Betriebszustandscodes der Windenergieanlage und repräsentative Statistiken der Anlagenflotte.

[0023] Für jede der Variablen oder Werte von Interesse können sowohl hybride Normalverhaltensmodelle (basierend auf Simulationen vor der Installation und Messungen) als auch Vorhersage-Untersysteme zur Verfügung stehen.

[0024] Fig. 1 zeigt einen Windpark 10 beispielhaft mit drei Windenergieanlagen 200. Die Windenergieanlagen 200 sind, wie in Fig. 1 durch gestrichelte Linien dargestellt, unter einander vernetzt. Die Vernetzung ermöglicht eine Kommunikation, zum Beispiel eine Echtzeit-Kommunikation, zwischen den einzelnen Windenergieanlagen. Die Vernetzung ermöglicht ferner eine gemeinsame Überwachung, Steuerung und/oder Regelung der Windenergieanlagen. Zusätzlich können die Windenergieanlagen auch einzeln überwacht, gesteuert und/oder geregelt werden. Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, kann ein Windpark zwei oder mehr Windenergieanlagen, insbesondere fünf oder mehr Windenergieanlagen, wie zum Beispiel zehn oder mehr Windenergieanlagen beinhalten.

[0025] Die Windenergieanlagen 200, zum Beispiel die Windenergieanlagen aus Fig. 1, bilden in ihrer Gesamtheit den Windpark 10. Der Windpark umfasst mindestens zwei Windenergieanlagen, die räumliche mit einem Abstand zueinander angeordnet sind.

[0026] Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Windenergieanlage 200 eines Windparks, an welchem das hierin beschriebene Verfahren zum Einsatz kommen kann. Die Windenergieanlage 200 beinhaltet einen Turm 40 und eine Gondel 42. An der Gondel 42 ist der Rotor befestigt. Der Rotor beinhaltet eine Nabe 44, an der die Rotorblätter 100 befestigt sind. Gemäß typischen Ausführungsformen hat der Rotor zumindest zwei Rotorblätter insbesondere drei Rotorblätter. Beim Betrieb der Windenergieanlage rotiert der Rotor, d.h. die Nabe mit den Rotorblättern um eine Achse. Dabei wird ein Generator zur Stromerzeugung angetrieben. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist zumindest ein Sensor 110 an einem Rotorblatt 100 zur Verfügung gestellt. Der Sensor 110 kann über eine Signalleitung mit einer Schnittstelle 50 verbunden sein. Die Schnittstelle 50 kann ein Signal an eine Steuerung 52 zur Steuerung der Windenergieanlage 200 liefern.

[0027] Gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen kann die Windenergieanlage 200 ein Steuerung 52 umfassen. Die Steuerung 52 dient insbesondere der Steuerung bzw. Regelung und/oder dem Auslesen der Schnittstelle 50 bzw. des Sensors 110 und der Windenergieanlage 200. Die Steuerung 52 kann mit der Schnittstelle 50 kommunizieren Die Steuerung 52 kann mit der Schnittstelle 50 fest verbunden oder drahtlos verbunden sein.

[0028] Die Steuerung 52 kann ein Computerprogrammprodukt enthalten, das in einen Speicher einer digitalen Rechenvorrichtung, geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte beinhaltet, mit denen Schritte gemäß einem oder mehreren der übrigen Aspekte ausgeführt werden können, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Rechenvorrichtung läuft. Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das direkt in einen Speicher, zum Beispiel einen digitalen Speicher einer digitalen Rechenvorrichtung geladen werden kann. Eine Rechenvorrichtung kann neben eines oder mehrerer Speicher, eine CPU, Signaleingänge und Signalausgänge, sowie weitere für eine Rechenvorrichtung typische Elemente enthalten. Eine Rechenvorrichtung kann Teil einer Auswerteeinheit sein, oder die Auswerteeinheit kann Teil einer Rechenvorrichtung sein. Ein Computerprogramprodukt kann Softwarecodeabschnitte beinhalten, mit denen die Schritte der Verfahren der hier beschriebenen Ausführungsformen zumindest teilweise ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Rechenvorrichtung läuft. Dabei können jegliche Ausführungsformen des Verfahrens durch ein Computerprogrammprodukt ausgeführt werden.

[0029] Wie in den Figs. 3 und 4 gezeigt kann eine dezentrale Steuerung 52 vorgesehen sein. Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen kann die Steuerung 52 eine Mehrzahl von Datenverarbeitungseinrichtungen 52a, 52b, 52c, 52d aufweisen. Damit kann, entgegen dem konventionellen Ansatz, eine einzige Steuerung für den Windpark vorzusehen, die vorliegende Offenbarung eine dezentrale Steuerung bereitstellen, bei der insbesondere mehrere Datenverarbeitungseinrichtungen 52a, 52b, 52c, 52d unabhängig kommunizieren und entscheiden können, wie die Steuerung einer jeweiligen Windenergieanlage 200 optimiert wird. Die einzelnen Datenverarbeitungseinrichtungen können also autonome Systeme ausbilden. Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen können die mehreren Datenverarbeitungseinrichtungen 52a, 52b, 52c, 52d mit einer entsprechenden Windenergieanlage 200a, 200b, 200c, 200d der Mehrzahl von Windenergieanlagen verbunden sind.

[0030] Wie in Fig. 3 gezeigt können mehrere Datenverarbeitungseinrichtungen 52a, 52b vorgesehen sein, die über den Windpark 10 verteilt sind. Zusätzlich oder alternativ können, wie in Fig. 4 gezeigt, können Datenverarbeitungseinrichtungen 52a, 52b, 52c, 52d einzelnen, manchen, oder allen Windenergieanlagen 200a, 200b, 200c, 200d zugeordnet sein. Insbesondere können einzelne, manche, oder alle Windenergieanlagen 200a, 200b, 200c, 200d über ihre eigene Datenverarbeitungseinrichtungen 52a, 52b, 52c, 52d verfügen. Die Datenverarbeitungseinrichtung 52a, 52b, 52c, 52d kann beispielsweise auf der jeweiligen Windenergieanlagen 200a, 200b, 200c, 200d verbaut sein.

[0031] Gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen kann sowohl das Optimieren der Steuerung der Windenergieanlagen 200 auf Grundlage des Satzes von Anlagenzielwerten als auch das Optimieren der Steuerung des Windparks 10 auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten von den Windenergieanlagen 200 durchgeführt werden, insbesondere von der Mehrzahl von Datenverarbeitungseinrichtungen 52a, 52b, 52c, 52d, die jeweilig mit einer entsprechenden der Mehrzahl von Windenergieanlagen 200 verbunden sein können.

[0032] Der Sensor 110 kann insbesondere ein mechanischer Lastsensor sein. Beispielsweise kann jedes Rotorblatt der Windenergieanlage einen Sensor umfassen. Der Sensor kann insbesondere ein Beschleunigungssensor, ein Vibrationssensor und/oder eine Dehnungssensor sein. Ferner kann der Sensor als elektrischer oder als faseroptischer Sensor ausgestaltet sein. Ferner kann der Sensor auch an anderen Bauteilen der Windenergieanlage 200, wie beispielsweise dem Turm 40, der Gondel 42, dem Generator etc., vorgesehen sein. Auch kann der Sensor 110 eine Ermüdungsbelastung messen bzw. errechnen und/oder einschätzen. Ferner kann eine Windenergieanlage 200 auch mit mehreren Sensoren ausgestattet sein, um parallel Daten von mehreren Bauteilen und/oder andere Arten von Daten vom gleichen Bauteil zu messen. Gemäß herein beschriebener Ausführungsformen können die Daten des Sensors 110 oder der Sensoren 110 zur Optimierung verwendet werden. Insbesondere können die Daten des Sensors 110 oder der Sensoren 110 den Windenergieanlagen 200 zur Optimierung zugeführt werden. [0033] Gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen können die Windenergieanlagen 200 Zugriff auf mindestens eine Information aus folgender Gruppe haben: einen Aufbau des Windparks 10, ein aero-elastisches Model der Windturbine, einen Energiebedarf des Netzes, Wettervorhersagen, mechanische Belastungen (wie beispielswiese Biegemoment und/oder Beschleunigungen, z.B. gemessen von dem oder den Sensor(en) 110, an zumindest einem Punkt der Windenergieanlage, Betriebsstatuscodes der Windenergieanlage 200 und einen repräsentative Statistik des Windparks 10, insbesondere eine Statistik der Ausfälle des Windparks 10).

[0034] Fig. 5 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens 300 zur Steuerung eines Windparks 10 mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen 200 gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen. Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen kann das Verfahren 300 Spieltheorie zur Optimierung verwenden.

[0035] Gemäß einem Block 310 kann ein Satz von Anlagenzielwerten für die Mehrzahl von Windenergieanlagen 200 vorgegeben werden. Insbesondere kann der Satz von Anlagenziel werten spezifisch für eine Windenergieanlage 200 sein. Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen kann der Satz von Anlagenzielwerten mindestens einen Parameter aus folgender Gruppe berücksichtigen: Daten des Sensors 110 oder der Sensoren 110, Belastungen, elektrische Leistung, Energiebedarf, meteorologische Prognose. Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen kann der Satz von Anlagenziel werten mindestens ein Anlagenziel aus folgender Gruppe aufweisen: mit maximaler elektrischer Leistung für hohen Windenergiebedarf und geringe mechanische Belastungen arbeiten (siehe hierzu auch Fig 8, obere Linie/“red dotted line“), und mit reduzierter elektrischer Leistung für geringen Windenergiebedarf und hohe mechanische Belastungen arbeiten (siehe hierzu auch Fig 8, untere Linie/“blue dotted line“).

[0036] Gemäß einem Block 320 kann ein Satz von Parkzielwerten für den Windpark 10 vorgegeben werden. Insbesondere kann der Satz von Parkzielwerten spezifisch für den Windpark 10 sein. Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen kann der Satz von Parkzielwerten mindestens einen Parameter aus folgender Gruppe berücksichtigt: eine Netzauslastung, einen aktuellen Energiebedarf, einen Unterschied zwischen geplanter und tatsächlicher Leistungserzeugung, durch akkumulierte Ermüdungslastenindikatoren indizierte Lebensdauer und Ausfallabweichungen von statistischen Repräsentationen von ähnlichen Windenergieanlagen.

[0037] Gemäß einem Block 330 kann die Steuerung der Windenergieanlagen 200 auf Grundlage des Satzes von Anlagenziel werten erfolgen. Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen kann das Optimieren der Steuerung der Windenergieanlagen 200 auf Grundlage des Satzes von Anlagenziel werten zu einer Änderung einer Leistungskurve von mindestens einer der Mehrzahl von Windenergieanlagen 200 führen.

[0038] Gemäß einem Block 340 kann die Steuerung des Windparks 10 auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten erfolgen. Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen kann das Optimieren der Steuerung des Windparks 10 auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten zu einer Änderung einer Leistungskurve von mindestens einer der Mehrzahl von Windenergieanlagen 200 führen.

[0039] Die vorliegende Offenbarung stellt also eine Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Windparks mit einer Mehrzahl von Windenergieanlagen bereit, das/die insbesondere nicht auf festen Einstellung basiert, sondern auf Optimierungsfunktionen, die insbesondere die Lebensdauer aus mechanischen Lastmessungen (z.B. über den Sensor 110) und/oder den maximalen Erlös aus dem Echtzeitpreis der Energie bzw. den Energiebedarf dynamisch berücksichtigen. Die Fig. 6 zeigt hierzu beispielhaft ein Diagramm zur Illustration einer Prognose eines Marktpreises von Windenergie im Jahre 2030 in Abhängigkeit von einer Windgeschwindigkeit. Wie zu erkennen ist, nimmt der Marktpreises mit zunehmender Windgeschwindigkeit ab. Die stellt nicht nur eine finanzielle Betrachtung dar, sondern gilt auch als guter Indikator, wir viel Energie oder Leistung ein Windparkbetreiber an das Netz abgeben darf. Normalerweise ist ausgerechnet bei bzw. durch die hohen Windgeschwindigkeiten das Netz gesättigt, so dass nur wenig Leistung abgegeben werden darf. Gemäß hierin beschrieben Ausführungsformen können in der Praxis die Windenergieanlagen so gesteuert werden, dass der Windpark auf einen für die Windenergieanlagen ressourcenschonende Weise (z.B. im Hinblick auf mechanische Belastung) der Windpark eine optimierte Leistung abgeben kann.

[0040] Insbesondere kann jede Windenergieanlage 200 des Windparks 10 eine Optimierung auf Windpark-Ebene durchführen, um ein optimiertes Verhältnis des Ertrags pro Windenergieanlage zu jedem Zeitpunkt zu definieren. Die Fig. 7 zeigt in diesem Zusammenhang beispielhaft ein Diagramm zur Illustration eines Ertrags je Windenergieanlage über einen Tagesverlauf. Wie in der Fig. 7 zu sehen ist, schwankt der Marktpreis, und damit auch der Energiebedarf bzw. die Energiemenge, die ein Windparkbetreiber ans Netz abgeben kann, über den Tagesverlauf. Gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen kann das Optimierung der Steuerung der Windenergieanlagen 200 auf Grundlage des Satzes von Anlagenzielwerten und/oder das Optimieren der Steuerung des Windparks 10 auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten eine Optimieren auf Grundlage des Energiebedarfs über den Tagesverlauf aufweisen.

[0041] Insbesondere kann die Optimierung auch die Anzahl der anderen Windturbinen (die zeitlich variieren können, z.B. bei der Installation oder Wartung), ihre Position im Windpark 10 und/oder ihre eigene optimale Produktionsleistung berücksichtigen. Die Fig. 8 zeigt in diesem Zusammenhang beispielhaft ein Diagramm zur Illustration eines Vergleichs einer Leistung einer Windenergieanlage in Abhängigkeit von einer Windgeschwindigkeit. Wie in der Fig. 8 ersichtlich steigt die gewonnene Windenergie klassisch mit zunehmender Windgeschwindigkeit an, bis bei Erreichen einer bestimmten Windgeschwindigkeit sie in Sättigung geht (obere Kurve in Fig. 8). Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen können die Windenergieanlagen 200 so gesteuert werden, dass die gewonnene Windenergie mit steigender Windgeschwindigkeit abnimmt. Dies kann dadurch motiviert sein, dass bei hohen Windgeschwindigkeiten der Energiebedarf gering, die mechanische Belastung der Windenergieanlage jedoch hoch ist.

[0042] Die dezentrale Windparkregelung gemäß hierein beschriebener

Ausführungsformen kann somit insgesamt in der Lage sein, dezentral das maximal erreichbare Ergebnis pro Turbine zu erzielen. Die Fig. 9 zeigt in diesem Zusammenhang schematisch beispielhaft einen Windpark 10 mit mehreren Windenergieanlagen 200 und einer Leistungsabgabe von einzelnen Windenergieanlagen 200 gemäß hierin beschriebener Ausführungsformen. In der Fig. 9 sind für drei Windenergieanalgen 200 beispielhaft die Leistungskurven eingetragen, also die von der Windenergieanlage jeweils erzielte Leistung über die Windgeschwindigkeit. Wie aus der Fig. 9 ersichtlich können sich die Leistungskurven von Windenergieanlage 200 zu Windenergieanlage 200 unterscheiden. [0043] Gemäß hierein beschriebener Ausführungsformen kann eine Ausgangsleistung einer Windenergieanlagen 200 auf Grundlage des Optimierens der Steuerung der Windenergieanlagen 200 auf Grundlage des Satzes von Anlagenzielwerten und/oder des Optimierens der Steuerung des Windparks 10 auf Grundlage des Satzes von Parkzielwerten geändert werden. Insbesondere kann die Ausgangsleistung einer Windenergieanlagen 200 zugunsten einer Erhöhung einer Gesamtausgangsleistung der Mehrzahl der Windenergieanlagen 200 gesenkt werden. Dadurch kann beispielsweise eine stärker belastete Windenergieanlage mit geringerer Leistung und damit Belastung betrieben werden. Die Lastenreduktion kann beispielsweise auf Grundlage der Optimierung von Eingaben bzw. des Strompreises und/oder von Lastenauswirkung erfolgen. Dieser Leistungsrückgang kann durch andere Windenergieanlagen 200 des Windparks ausgeglichen werden und/oder der zu Zeiten erfolgen, in denen einen hohe Leistungsabgabe technisch oder wirtschaftlich nicht gewünscht ist. Somit kann in der Praxis die Leistung von einer Windenergieanlage 200 reduziert werden, wenn dies die Gesamtleistung des Windparks 10 erhöhen wird. [0044] Die vorliegende Offenbarung kann Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung einer Mehrzahl von Windenergieanlagen 200 in einem Windpark 10 bereitstellen, die insbesondere folgenden Vorteile bieten können:

[0045] Durch die Verwendung von hybriden Normalverhaltensmodelle kann die Optimierung sich von vorgegebenen, technischen unvollkommenen Modellen zu sich stetig entwickelnden Systemen ändern, mit wachsender Datenmenge und einem Reifen des Systems, insbesondere einem bayesschen Lernen..

[0046] Die sich natürliche entwickelnden Systeme basieren ihrer Natur nach auf sich biologischen entwickelnden Systemen. Dadurch sind weder simplifizierend noch eingefroren in Zeit, Modellkomplexität und Datenvolumen werden organisch integriert. [0047] Durch die Verwendung von autonomen Systemen können die

Optimierungssysteme auf in ein kollaboratives Spiel auf Windenergieanlagen-Ebene eingefasst sein, sind sie robust durch ihre Unabhängigkeit.

[0048] Durch die Vorhersage der Zielvariablen oder -werte von Interesse können die Systeme die Daten unmittelbar nach der Bereinigung verarbeiten, was sie schneller für die Vorhersage macht und auch die Möglichkeit eröffnet, sie in Laufzeitentscheidungen einzubeziehen.

[0049] Die Turbinen können dynamisch einem flexiblen Stromerzeugungsschema folgen, das auf der Grundlage einer Optimierung des Ertrags oder Preises der Wundenergie je Lebensbelastung in dem Windpark basieren kann.

[0050] Die vorliegende Offenbarung kann also insbesondere den Energiemarktpreis, Wetter, Lebensdauer und/oder Ausfallzeiten bei der Optimierung berücksichtigen. Auch kann gemäß der vorliegenden Offenbarung auf präskriptive Einzel Optimierungen auf der Grundlage von Simulationen verzichtete werden und stattdessen die Optimierung auf Grundlage einer initialen Entwicklung von Windparkoptimierungspunkten erfolgen. Ferner kann die Optimierung Zielvariablen prognostizieren und globale Laufzeit-Schätzungen berücksichtigen.

[0051] Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand typischer Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt. Es sei ferner an dieser Stelle daraufhingewiesen, dass die hierin beschriebenen Aspekte und Ausführungsformen angemessen miteinander kombinierbar sind, und dass einzelne Aspekte dort weggelassen werden können, wo es im Rahmen des fachmännischen Handelns sinnvoll und möglich ist. Abwandlungen und Ergänzungen der hierin beschriebenen Aspekte sind dem Fachmann geläufig.