DE102018000088A1

DE102018000088A1 - Method for operating a wind power plant, in particular maintenance control

Info

Publication number: DE102018000088A1
Application number: DE102018000088.6A
Authority: DE
Inventors: Rotislav Beslimov; Bianca Huizer
Original assignee: Senvion GmbH
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy Service GmbH
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2019-07-11

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Windkraftwerks. Es umfasst ein Steuern von Wartungsvorgängen mit den Schritten: (a) Festlegen von hochrelevanten (HV) und niedrig relevanten (LV) Epochen basierend auf vorbestimmten Parametern, (b) Ermitteln eines potentiellen Energieertrags und eines erreichbaren Energieertrags für die Epochen zum Berechnen eines durch die Wartungsvorgänge induzierten Energie-Ertragsverlusts, (c) Ermitteln eines Gewichtungsfaktors für die hochrelevante Epoche und die niedrig relevante Epoche, (d) Aufaddieren eines gewichteten Verlusts durch Anwenden des Gewichtungsfaktors auf die durch Wartungsvorgänge induzierten Energie-Ertragsverluste über einen Zielzeitraum, umfassend eine Mehrzahl von Epochen, zur Bildung eines globalen wartungsinduzierten Verlustwerts, und (e) Durchführen eines Optimierungsverfahrens für den Verlustwert durch Variieren der Wartungsvorgangsverteilung zwischen hochrelevanten und niedrig relevanten Epochen. Vorteil ist eine zielgenauere Wartung: die Windenergieanlage läuft vorrangig günstiger Phasen, und Stillsetzungen für Wartungsarbeiten fallen eher in uninteressantere Epochen. Die Nutzbarkeit der Windenergieanlage erhöht sich. Die Verfügbarkeit der Anlagen kann besser gesteuert werden, wodurch die Zuverlässigkeit steigt.

Method for operating a wind power plant. It includes controlling maintenance operations, comprising the steps of: (a) determining highly relevant (HV) and low relevant (LV) epochs based on predetermined parameters, (b) determining a potential energy yield and an achievable energy yield for the epochs for computing one by the (D) adding a weighted loss by applying the weighting factor to the maintenance-induced energy-yield losses over a target period comprising a plurality of epochs to establish a global maintenance-induced loss value, and (e) perform an optimization method for the loss value by varying the maintenance operation distribution between high-relevance and low-relevant epochs. The advantage is a more targeted maintenance: the wind turbine runs primarily favorable phases, and shutdowns for maintenance fall into rather uninteresting epochs. The usability of the wind turbine increases. The availability of the equipment can be better controlled, which increases the reliability.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Windkraftwerks, insbesondere umfassend die Steuerung von Wartungsvorgängen des Windkraftwerks oder dessen Komponenten.The invention relates to a method for operating a wind power plant, in particular comprising the control of maintenance operations of the wind power plant or its components.

Windkraftwerke sind komplexe technische Einrichtungen, die regelmäßiger Wartung bedürfen. Dies gilt sowohl für einzelne Windenergieanlagen wie auch Windparks als Ganzes mit den darin enthaltenen Windenergieanlagen.Wind power plants are complex technical facilities that require regular maintenance. This applies both to individual wind turbines as well as wind farms as a whole with the wind turbines contained therein.

Da Windkraftwerke häufig an eher abseits gelegenen Orten angeordnet werden, ist der Zugang zu ihnen mitunter recht aufwendig. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Windkraftwerke nicht an Land, sondern Offshore aufgestellt sind. Ein spontaner Zugang zu den Windkraftwerken ist häufig nicht oder nur unter erschwerten Umständen möglich. Das bedeutet, dass zur Gewährleistung einer hohen technischen Betriebsbereitschaft die Wartung gut vorgeplant sein muss. Würde die Wartung nicht rechtzeitig durchgeführt, stiege die Gefahr von Ausfällen des Windkraftwerks deutlich an. Dem steht der Aspekt gegenüber, dass unnötig häufige oder zu ungünstigen Zeitpunkten vorgenommene Wartung zu vermehrtem Stillstand bzw. Ertragsausfall für den Betreiber führt.Since wind power plants are often located in more remote locations, access to them is sometimes quite expensive. This applies in particular if the wind power plants are not situated on land, but offshore. A spontaneous access to the wind power plants is often impossible or only possible under difficult circumstances. This means that maintenance must be well-planned to ensure a high level of operational readiness. If maintenance were not carried out in time, the risk of breakdowns of the wind power plant would increase significantly. This is offset by the fact that unnecessarily frequent or at unfavorable times performed maintenance leads to increased stoppage or loss of revenue for the operator.

Herkömmlicherweise wird die Wartung daher so gesteuert, dass sie zu minimalen Stillstandzeiten bzw. minimalem Ertragsverlust führt. Häufig sind diesbezüglich Garantien seitens des Herstellers/Wartungsunternehmens gegeben. Um die Steuerung der Wartung möglichst zu verbessern, sind verschiedene Ansätze bekannt geworden:Traditionally, maintenance is therefore controlled to result in minimal downtime or loss of yield. Often, there are warranties from the manufacturer / maintenance company. In order to improve the control of the maintenance as possible, various approaches have become known:

Es ist bekannt, die Reihenfolge der vorzunehmenden Arbeiten und der dadurch bedingten Stillsetzung der Windenergieanlagen abhängig von meteorologischen Bedingungen und dem technischen Zustand zu steuern ( WO 2014/191067 A1 ). Weiter ist bekannt, bei der Bestimmung des Zeitpunkts der Wartung den Preis der erzeugten elektrischen Energie zu berücksichtigen ( EP 2 228 177 A1 ). Eine Verfeinerung davon ist beschrieben in der US 2014/324495 , wonach nicht der gegenwärtige, sondern der zu einem zukünftigen Zeitpunkt erwartete Preis berücksichtigt wird.It is known to control the order of the work to be performed and the consequent shutdown of the wind turbines depending on meteorological conditions and the technical condition ( WO 2014/191067 A1 ). Furthermore, it is known to take into account the price of the generated electrical energy when determining the time of maintenance ( EP 2 228 177 A1 ). A refinement of this is described in the US 2014/324495 which takes into account not the current price but the price expected at a future date.

Die Berücksichtigung all solcher Nebenbedingungen erschwert die technische Realisierbarkeit einer geforderten Mindestverfügbarkeit der Windkraftanlage.The consideration of all such secondary conditions complicates the technical feasibility of a required minimum availability of the wind turbine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung von Wartungsarbeiten dahingehend zu verbessern, dass sowohl technische wie auch betriebliche Anforderungen besser berücksichtigt werden können.The invention has for its object to improve the control of maintenance work to the effect that both technical and operational requirements can be better taken into account.

Die erfindungsgemäße Lösung liegt in den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The solution according to the invention lies in the features of the independent claim. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung sieht vor ein Verfahren zum Betreiben eines Windkraftwerks, umfassend ein Steuern von Wartungsvorgängen für das Windkraftwerk oder dessen Komponenten, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Festlegen von hoch relevanten (HV) und niedrig relevanten (LV) Epochen basierend auf vorbestimmten Parametern,
Ermitteln eines potentiellen Energieertrags und eines erreichbaren Energieertrags für die Epochen zum Berechnen eines durch die Wartungsvorgänge induzierten Energie-Ertragsverlusts,
Ermitteln eines Gewichtungsfaktors für die hoch relevante (HV) Epoche und die niedrig relevante (LV) Epoche,
Aufaddieren eines gewichteten Verlusts durch Anwenden des Gewichtungsfaktors auf die durch Wartungsvorgänge induzierten Energie-Ertragsverluste über einen Zielzeitraum, umfassend eine Mehrzahl von Epochen, zur Bildung eines globalen wartungsinduzierten Verlustwerts [ELoss_Maint], und
Durchführen eines Optimierungsverfahrens für den globalen wartungsinduzierten Verlustwert durch Variieren der Verteilung der Wartungsvorgänge zwischen hoch relevanten (HV) und niedrig relevanten (LV) Epochen.

The invention provides a method of operating a wind power plant, comprising controlling maintenance operations for the wind power plant or its components, the method comprising the steps of:

Set highly relevant ( HV ) and low relevant ( LV ) Epochs based on predetermined parameters,
Determining a potential energy yield and an achievable energy yield for the epochs for calculating an energy yield loss induced by the maintenance operations,
Determining a weighting factor for the highly relevant ( HV ) Epoch and the low relevant ( LV ) Epoch,
Adding a weighted loss by applying the weighting factor to the maintenance-induced energy-yield losses over a target period including a plurality of epochs to form a global maintenance-induced loss value [ELoss_Maint], and
Perform an optimization procedure for the global maintenance-induced loss value by varying the distribution of maintenance operations between highly relevant ( HV ) and low relevant ( LV ) Epochs.

Nachfolgend werden einige verwendete Begriffe erläutert:

Unter einem Windkraftwerk wird eine einzelne Windenergieanlage oder eine organisierte, räumlich zusammenhängende Ansammlung mehrerer Windenergieanlagen (Windpark) verstanden.

Here are some terms used:

A wind power plant is understood to mean a single wind energy plant or an organized, spatially contiguous accumulation of several wind turbines (wind farm).

Unter hoch relevanten (HV) Epochen werden Zeiträume verstanden, während derer die Versorgung des Netzes mit elektrischer Energie aus Windenergieanlagen eine hohe Bedeutung aufweist; umgekehrt werden unter niedrig relevanten (LV) Epochen solche Zeiträume verstanden, während derer der Versorgung des Netzes mit elektrischer Energie aus Windenergieanlagen nur eine geringe Bedeutung zukommt. Dies wird ermittelt anhand der vorbestimmten Parameter. Darunter fallen insbesondere entsprechende Vorgaben des Betreibers des Windkraftwerks, es können beispielsweise aber auch historische Daten über vergangene Zeiträume, Vorhersagen über zukünftige Zeiträume verwendet werden.Under highly relevant ( HV Epochs are periods understood during which the supply of the network with electrical energy from wind turbines has a high importance; conversely under low relevant ( LV ) Epochs understood such periods, during which the supply of the network with electrical energy from wind turbines is of little significance. This is determined based on the predetermined parameters. These include, in particular, corresponding specifications of the operator of the wind power plant, but it is also possible, for example, to use historical data about past periods, forecasts of future periods of time.

Hierbei ist eine Epoche ein Zeitraum, über den die Relevanz des Windkraftwerks für die Versorgung des Netzes etwa gleich bleibt. Die Epochen können verhältnismäßig kurz sein (im Bereich von Stunden), können aber auch deutlich länger sein, beispielsweise im Bereich von Tagen, Wochen oder Monaten. Die Epochen können unregelmäßig oder regelmäßig sein, im letzteren Fall beispielsweise orientiert an dem Ablauf eines 24h-Tages (zirkadian) oder eines Jahres (jahreszeitlich). Here an epoch is a period over which the relevance of the wind power plant for the supply of the network remains approximately the same. The epochs can be relatively short (in the range of hours), but can also be significantly longer, for example in the range of days, weeks or months. The epochs can be irregular or regular, in the latter case, for example, oriented to the expiration of a 24-hour (circadian) or a year (seasonal).

Unter dem Zielzeitraum wird ein mehrere Epochen umfassender Zeitraum verstanden, über den die Wartungsvorgänge gesteuert bzw. verteilt werden sollen. Häufig wird ein solcher Zeitraum mehrere Monate, typischerweise ein Jahr umfassen. Es können aber auch, insbesondere bei robusten Windkraftwerken, längere Zeiträume vorgesehen sein (wie zwei oder fünf Jahre).The target period is understood to mean a period of time spanning several epochs, via which the maintenance processes are to be controlled or distributed. Often, such a period will span several months, typically one year. However, longer periods of time may also be provided, in particular for robust wind power plants (such as two or five years).

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass der Wartungsplan flexibler wird und sich von den bisher bevorzugten starren Schemen (zeitbasiert oder Energiemengen-orientiert) löst. Dies wird erreicht durch eine Klassifizierung des Zeitraums, über den die Wartungen zu planen sind (Zielzeitraum), und zwar in relevantere und weniger relevante Perioden („Epochen“). Diese Aufteilung erfolgt anhand voreinstellbarer Parameter, wobei insbesondere historische Erfahrungen und/oder Betreibervorgaben berücksichtigt werden können. Es kann so erreicht werden, dass bestimmte, für den Betreiber besonders wichtige Zeiträume ausgespart werden, und die Planung so erfolgt, dass die Wartungen eher in die weniger wichtigen Zeiträume fallen. Es wird damit für das Optimierungsverfahren eine zusätzliche, für den Betrieb des Windkraftwerks sowohl aus Betreibersicht wie auch aus der Sicht des Übertragungsnetzbetreibers wichtige Optimierungsgröße berücksichtigt.The invention is based on the idea that the maintenance plan becomes more flexible and detaches itself from the hitherto preferred rigid schemes (time-based or energy-quantity-oriented). This is achieved by classifying the period over which the maintenance is to be planned (target period) into more relevant and less relevant periods ("epochs"). This division takes place on the basis of presettable parameters, whereby in particular historical experience and / or operator specifications can be taken into account. It can be achieved in such a way that certain periods of particular importance to the operator are omitted, and planning is carried out in such a way that the maintenance tends to fall into the less important periods. It is thus considered for the optimization process an additional, important for the operation of the wind power plant from both the operator's perspective as well as from the point of view of the transmission system operator optimization size.

Es ergibt sich so eine insgesamt für den einzelnen Betreiber wesentlich vorteilhaftere Planung der Wartungsereignisse, als sie bei den bisher im Stand der Technik verwendeten Verfahren, die sich einfach an dem Preis für erzeugte elektrische Energie orientierten, möglich waren. Zwar kann der Preis auch weiter berücksichtigt werden, jedoch erfolgt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Bewertung und automatisierte Optimierung danach, welche Zeiträume hochrelevant und damit von Wartungsereignissen freizuhalten sind, und welche weniger relevant sind und damit für die Durchführung von Wartungsereignissen zur Verfügung stehen. Insgesamt erhöht sich somit nicht nur die Planbarkeit, sondern auch die Verfügbarkeit zu wichtigen, hochrelevanten Zeitpunkten. Die Zuverlässigkeit der Versorgung mit elektrischer Energie steigt.This results in a total for the individual operator much more advantageous planning of maintenance events, as they were in the previously used in the prior art methods that were simply based on the price of electrical energy generated, were possible. Although the price can also be taken into account further, with the method according to the invention an evaluation and automated optimization is carried out according to which periods are highly relevant and thus free of maintenance events, and which are less relevant and thus available for the execution of maintenance events. Overall, not only the ability to plan, but also the availability of important, highly relevant times increases. The reliability of the supply of electrical energy increases.

Mit dieser Gewissheit sind die Betreiber eher bereit, die Windkraftwerke ausreichend und rechtzeitig zu warten. Der Gefahr unerwarteter Ausfälle infolge verschobener oder ignorierter Wartung wird damit entgegengewirkt. Es ergibt sich somit auch eine Steigerung der technischen Zuverlässigkeit des Windkraftwerks.With this certainty, the operators are more willing to wait for the wind power plants sufficiently and in good time. The risk of unexpected failures due to postponed or ignored maintenance is thus counteracted. This also results in an increase in the technical reliability of the wind power plant.

Die Epochen für hohe Relevanz und niedrige Relevanz werden vorzugsweise definiert auf Basis einer Mehrzahl von Eingabegrößen, von denen vorzugsweise mindestens eine ein zyklischer kalendarischer Parameter ist, der weiter vorzugsweise kombiniert es mit einem tagesrhythmischen (zirkumdianen) Parameter. Somit können beispielsweise die Epochen zum einen anhand von Tageszeiten definiert werden (beispielsweise am Morgen oder am frühen Abend) kombiniert mit bestimmten Monaten (beispielsweise Frühjahrs- und Herbstmonate). Durch derartige Kombinationen kann eine feine Anpassung der hoch relevanten Epochen erreicht werden. Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die hochrelevanten Epochen höchstens die Hälfte des Zeitraums einnehmen, d.h. dass die nur niedrig relevanten Epochen insgesamt umfassender sind als die hochrelevanten Epochen. Damit wird sichergestellt, dass ein ausreichender Zeitraum zur Verfügung steht, in dem die Wartungsereignisse eingesteuert werden können.The epochs for high relevance and low relevance are preferably defined based on a plurality of input quantities, preferably at least one of which is a cyclic calendar parameter, which further preferably combines it with a daily rhythmic (circadian) parameter. Thus, for example, the epochs can be defined on the one hand based on times of day (for example, in the morning or early evening) combined with certain months (for example, spring and autumn months). By such combinations, a fine adjustment of the highly relevant epochs can be achieved. It is expediently provided that the highly relevant epochs occupy at most half of the period, i. that the epochs of low relevance are more comprehensive than the highly relevant eras. This ensures that there is a sufficient amount of time to manage the maintenance events.

Mit Vorteil handelt es sich bei mindestens einer weiteren Eingabegröße um historische Daten, und zwar insbesondere in Bezug auf Wind (insbesondere Windgeschwindigkeit) und/oder Preise für elektrische Energie. Die Berücksichtigung von Winddaten, insbesondere der Windgeschwindigkeit stellt sicher, dass eine Abschätzung darüber erfolgen kann, ob das betroffene Windkraftwerk und dessen erzeugte elektrische Energie benötigt werden oder ob es - dank starkem Wind - leistungsmäßig problemlos von anderen ersetzt werden kann. Im letzteren Fall liegt dann keine hohe Relevanz vor.Advantageously, at least one other input quantity is historical data, in particular with respect to wind (in particular wind speed) and / or prices for electrical energy. The consideration of wind data, in particular the wind speed, ensures that an estimate can be made as to whether the wind power plant concerned and its generated electrical energy are needed or whether - thanks to strong wind - it can easily be replaced by other wind turbines. In the latter case, then there is no high relevance.

Zweckmäßigerweise werden ferner gegebenenfalls spezielle Anforderungen des Betreibers des Windkraftwerks berücksichtigt. So kann dieser definieren, zu welchem Zeitpunkt ihm die Erzeugung elektrischer Energie besonders wichtig ist. Dies kann ebenfalls bei der Festlegung der hochrelevanten Epochen berücksichtigt werden.Conveniently, if necessary, special requirements of the operator of the wind power plant are taken into account. So he can define at which time the generation of electrical energy is particularly important to him. This can also be taken into account when determining the highly relevant epochs.

Die Erfindung sieht vorteilhafterweise vor, dass eine automatische Mustererkennung durchgeführt wird anhand der Eingabedaten zum Erkennen von hochrelevanten und nur niedrig relevanten Epochen. Die automatische Mustererkennung wird hierbei vorteilhaft mit der Nebenbedingung durchgeführt, dass die hoch relevanten Epochen insgesamt weniger umfassend sind als die nur niedrig relevanten Epochen. Eine derartige automatische Mustererkennung bietet die Vorteile, dass seitens des Betreibers bzw. des für die Wartung Verantwortlichen nur die jeweils interessierenden Parameter als Eingangsgrößen zur Verfügung gestellt werden müssen, und dass die sich daraus ergebende tatsächliche Aufteilung in hoch relevante und nur niedrig relevante Epochen ohne weiteres Zutun automatisch ergibt.The invention advantageously provides that automatic pattern recognition is carried out on the basis of the input data for identifying highly relevant and only low-relevant epochs. The automatic pattern recognition is advantageously carried out here with the secondary condition that the highly relevant epochs are overall less comprehensive than the only low relevant epochs. Such an automatic Pattern recognition offers the advantages that only the respective parameters of interest have to be provided as input variables on the part of the operator or the maintenance person, and that the resulting actual division into highly relevant and only low relevant epochs automatically results without further action ,

Es hat sich bewährt, die Berechnung des erreichbaren Energieertrags automatisch durchzuführen basierend auf einer vorhergesagten windbasierten Energieerzeugung, und zwar vorzugsweise unter Einbeziehung eines Zuschlags für Verluste [ELoss_div], die nicht durch Wartungsarbeiten verursacht sind. Auf diese Weise werden vom Wartungsunternehmen zu vertretende Verluste, beispielsweise bei Stillstand aus anderen Gründen wie höhere Gewalt oder wegen Störungen im Netz, nicht dem Wartungsunternehmen angelastet.It has been proven to automatically perform the calculation of the achievable energy yield based on a predicted wind-based power generation, preferably including a penalty for losses [ELoss_div] that are not caused by maintenance. In this way, losses incurred by the maintenance contractor, for example at standstill for other reasons such as force majeure or network disruptions, are not charged to the maintenance contractor.

Bei einer ersten Methode wird vorteilhafterweise der sich insgesamt ergebende durch Wartungsarbeiten hervorgerufene Verlust automatisch berechnet durch Vergleichen des erreichbaren Energieertrags mit einem Ziel-Energieertrag, der die Funktion eines garantierten Energieertrags haben kann, und zwar separat für die hoch relevanten und nur niedrig relevanten Epochen über den Zielzeitraum hinweg. Dies kann beispielsweise in der Weise erfolgen, dass für die Epochen mit hoher Relevanz weniger Wartungsereignisse eingesteuert werden, und so eine höhere Verfügbarkeit realisiert wird als in Epochen von niedriger Relevanz, wo eher die Wartungsereignisse eingeplant werden und sich deshalb eine geringere Verfügbarkeit ergibt. Dazu ist eine Steuereinheit des Windkraftwerks zweckmäßigerweise dazu ausgebildet, automatisch den Zielzeitraum in Epochen hoher und niedriger Relevanz zu teilen und für diese den erreichbaren Energieertrag mit dem potentiellen Energieertrag zu vergleichen. Liegt dieser Wert unter einem für die hoch relevante Epoche bzw. die niedrig relevante Epoche jeweils festgelegten Grenzwert (Ziel-Energieertrag), so können die sich daraus ergebenden überschießenden Verluste leicht berechnet und aufsummiert werden. Damit steht als Nebeneffekt noch eine Berechnung der an den Betreiber des Windkraftwerks zu entrichtenden Kompensationszahlungen zur Verfügung; umgekehrt kann bei einer Übererfüllung ein Bonus zugunsten des Herstellers/Wartungsbetriebs des Windkraftwerks erfolgen. Es versteht sich, dass mit Vorteil die Zielenergieerträge für die hoch relevanten Epochen höher sind als diejenigen für die nur niedrig relevanten Epochen.In a first method, advantageously, the total resulting loss caused by maintenance is automatically calculated by comparing the achievable energy yield with a target energy yield, which may have the function of guaranteed energy yield separately for the highly relevant and only low relevant epochs over the Target period. This can be done, for example, by introducing fewer maintenance events for epochs of high relevance, and thus achieving higher availability than in epochs of low relevance, where maintenance events are scheduled and therefore less available. For this purpose, a control unit of the wind power plant is expediently designed to automatically divide the target period in epochs of high and low relevance and to compare the achievable energy yield with the potential energy yield for these. If this value is below a limit value (target energy yield) respectively defined for the highly relevant epoch or the low relevant epoch, the resulting excess losses can easily be calculated and added up. As a side effect, a calculation of the compensation payments to be paid to the operator of the wind power plant is thus available; conversely, in the event of overachieving, a bonus can be paid to the manufacturer / maintenance operation of the wind power plant. It is understood that with advantage the target energy yields for the highly relevant epochs are higher than those for the only low relevant epochs.

Weiter kann eine Methode vorgesehen sein, bei der für die hoch relevanten und nur niedrig relevanten Epochen verschiedene Korrekturfaktoren [„Faktoren“] zugewiesen werden, wobei die Korrekturfaktoren so bemessen sind, dass die für hoch relevante Epochen größer sind als für die nur niedrig relevanten Epochen. Derartige Korrekturfaktoren können automatisch bestimmt und zugewiesen werden. Damit kann der Grad der Relevanz ausgedrückt sein, also wie kritisch beispielsweise eine Epoche hoher Relevanz ist (und umgekehrt wie unkritisch eine Epoche mit nur niedriger Relevanz ist). Zweckmäßigerweise sind die Korrekturfaktoren so gewählt, dass deren Durchschnitt insgesamt Eins ist (entsprechend 100 %), um so über die Epochen hinweg einen Ausgleich zu schaffen.Furthermore, a method can be provided in which different correction factors ["factors"] are assigned for the highly relevant and only low-relevant epochs, the correction factors being dimensioned such that the epochs of high relevance are larger than for the epochs of low relevance , Such correction factors can be automatically determined and assigned. This can be used to express the degree of relevance, that is, how critical, for example, an epoch of high relevance is (and vice versa, how uncritical a period of low relevance is). Conveniently, the correction factors are chosen such that their average is one in total (corresponding to 100%) so as to compensate over the epochs.

Es hat sich bewährt, wenn der gesamte durch Wartungsarbeiten induzierte Verlust automatisch berechnet wird über den Zielzeitraum durch Multiplikation der einzelnen, während der Epochen aufgetretenen wartungsbedingten Verluste mit dem Korrekturfaktor. Auf diese Weise kann direkt eine Berechnung erfolgen. Gesonderte Grenzwerte für hoch relevante und nur niedrig relevante Epochen sind hierbei entbehrlich.It has been proven that the total loss induced by maintenance is automatically calculated over the target period by multiplying the individual maintenance-related losses incurred during the epochs by the correction factor. In this way, a calculation can be made directly. Separate limits for highly relevant and low-relevant epochs are dispensable.

Die Berechnung der gesamten wartungsinduzierten Verluste erfolgt vorzugsweise derart, dass diese hinzuaddiert werden zu dem erreichbaren Energieertrag über den Zielzeitraum, um so ein Maß für den potentiellen Energieertrag zu bilden. Darauf basierend kann dann ein Maß [ηE] für das Verhältnis zwischen erreichbaren Energieeintrag zu dem insgesamt potentiellen Energieertrag bestimmt werden.The calculation of the total maintenance-induced losses is preferably such that they are added to the achievable energy yield over the target period, so as to form a measure of the potential energy yield. Based on this, a measure [ηE] for the ratio between the attainable energy input and the total potential energy yield can then be determined.

Zweckmäßigerweise wird der erreichbare Energieertrag mit einem Ziel-Energieertrag verglichen. Auf diese Weise ist leicht festzustellen, welche Verteilung der Wartungsereignisse von Vorteil ist, und dies kann bei dem Optimierungsverfahren berücksichtigt werden. Ferner bildet ein solcher Vergleich einen Maßstab dafür, ob Werte für die Verfügbarkeit des Windkraftwerks eingehalten werden oder nicht. Ist das nicht der Fall, treten also Überschreitungen und/oder Unterschreitungen auf, so werden diese zweckmäßigerweise gesondert aufaddiert. Diese gesonderte Aufaddierung bietet den Vorteil, dass unterschiedliche Kompensationsfaktoren für Überschreitungen bzw. Unterschreitungen angewendet werden können (Kompensationszahlung/Bonus). Es hat sich bewährt, den Kompensationsfaktor für Überschreitungen niedriger anzusetzen als für Unterschreitungen, d.h. Unterschreitungen wirken sich stärker aus.Conveniently, the achievable energy yield is compared with a target energy yield. In this way, it is easy to determine which distribution of maintenance events is beneficial, and this can be taken into account in the optimization process. Further, such a comparison provides a measure of whether wind farm availability values are met or not. If this is not the case, that is, if overshoots and / or undershoots occur, these are expediently added up separately. This separate addition offers the advantage that different compensation factors can be used for exceeding or underruns (compensation payment / bonus). It has been found useful to set the compensation factor for exceedances lower than for underflows, i. Underruns have a stronger impact.

Mit Vorteil ist weiter eine Nebenbedingung für das Optimierungsverfahren vorgesehen, und zwar die Ausfallwahrscheinlichkeit des Windkraftwerks und seiner Komponenten. Dazu können insbesondere historische oder entsprechende aus der Konstruktion stammende ingenieurmäßig erfasste Daten herangezogen werden. Dies ermöglicht eine feinere Abstimmung der vorgesehenen Wartungsereignisse.Advantageously, a secondary condition for the optimization process is provided, namely the failure probability of the wind power plant and its components. In particular, historical or corresponding engineering-derived data originating from the design can be used for this purpose. This allows a finer tuning of scheduled maintenance events.

Bei dem Windkraftwerk kann es sich um eine einzelne Windenergieanlage handeln. Es kann sich mit Vorteil aber auch um einen mehrere Windenergieanlagen umfassenden Windpark handeln. Letzteres bietet den Vorteil, dass zusätzlich berücksichtigt werden kann, inwieweit ein durch Wartung induzierter Ausfall einer Windenergieanlage zumindest teilweise durch günstigere Strömungseffekte an anderen Windenergieanlagen des Windparks kompensiert wird (sog. wake-factor). Mit der Berücksichtigung dieses Faktors wird erreicht, dass sich intrinsisch im Windpark ergebende Ausgleiche für den wartungsbedingten Stillstand einer Windenergieanlage bei der Optimierung berücksichtigt werden. Es werden so die real existieren Verhältnisse genauer abgebildet. Ferner ist es möglich, richtungsabhängige Faktoren zu berücksichtigen. Damit wird insbesondere der Tatsache Rechnung getragen, dass eine im Nachlauf einer sich drehenden Windenergieanlage stehende andere Windenergieanlage einen verschlechterten Ertrag habt; steht hingegen die vorne befindliche Windenergieanlage (beispielsweise wegen Wartung), so arbeitet die dahinterliegende nunmehr in ungestörter Luftströmung und damit mit größerer Effizienz. Auf diese Weise wird der Verlust durch den Stillstand der vorne stehenden Windenergieanlage zumindest teilweise ausgeglichen. The wind power plant may be a single wind turbine. It may also be advantageous but also a multiple wind turbines comprehensive wind farm. The latter offers the advantage that it can additionally be taken into account to what extent maintenance-induced failure of a wind turbine is at least partially compensated for by more favorable flow effects on other wind turbines of the wind farm (wake-factor). By taking this factor into account, it is achieved that compensations for the maintenance-related standstill of a wind turbine resulting from the intrinsic optimization of the wind farm are taken into account. It will be shown in more detail the real existing conditions. It is also possible to take into account directional factors. This takes into account in particular the fact that a different wind turbine in the wake of a rotating wind turbine has a deteriorated yield; on the other hand, if the wind turbine at the front is in the foreground (for example due to maintenance), then the underlying wind now operates in undisturbed air flow and thus with greater efficiency. In this way, the loss is at least partially offset by the stoppage of the front standing wind turbine.

Die Berechnungen für das erfindungsgemäße Verfahren finden vorzugsweise an dem Windkraftwerk statt bzw. in dessen (Fern-)Steuereinheit SCADA. Auf diese Weise ist eine Integration in den übrigen Betrieb des Windkraftwerks sichergestellt, und zum anderen eine enge Einbindung des Betreibers. Es können so bei wartungsinduziertem Stillstand des Windkraftwerks auch entsprechende Benachrichtigungen an andere Teilnehmer, insbesondere dem Betreiber des Übertragungsnetzes, übermittelt werden. Mit Vorteil kann aber auch eine Implementation im Parkmaster eines Windparks vorgesehen sein.The calculations for the method according to the invention preferably take place at the wind power plant or in its (remote) control unit SCADA. In this way, integration into the rest of the operation of the wind power plant is ensured, and on the other a close involvement of the operator. In the case of maintenance-induced standstill of the wind power plant, corresponding notifications can thus also be transmitted to other subscribers, in particular to the operator of the transmission network. With advantage, however, an implementation in the parkmaster of a wind farm can be provided.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1: eine schematische Ansicht eines Windparks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2: ein Blockdiagramm für eine Steuereinheit zur Ausführung der Erfindung;
3: ein optionales Zusatzelement zu dem Blockdiagramm;
4: Darstellungen zur Energieerzeugung;
5: Bestimmung von Epochen gemäß einer ersten Methode; und
6: Bestimmung von Epochen gemäß einer zweiten Methode.

The invention will be explained by way of example with reference to the drawing. Show it:

1 a schematic view of a wind farm according to an embodiment of the invention;
2 : a block diagram for a control unit for carrying out the invention;
3 an optional addition to the block diagram;
4 : Representations of energy production;
5 : Determination of epochs according to a first method; and
6 : Determination of epochs according to a second method.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Windkraftwerk ist in 1 dargestellt. Es handelt sich hierbei um Windenergieanlagen 1, die in einem Windpark angeordnet sind. Der Windpark umfasst ein Parknetz 2, an dem die Windenergieanlagen 1 zur Abgabe der von ihnen erzeugten elektrischen Energie angeschlossen sind. Über einen Haupttransformator 20 wird die erzeugte Energie an ein von einem Netzbetreiber betriebenes Übertragungsnetz 9 abgegeben. Ferner umfasst der Windpark ein Signalnetz 3, welches einerseits an Steuerungen 15 der Windenergieanlagen 1 und andererseits an einen Parkmaster 4 angeschlossen ist, der zur übergeordneten Steuerung des Windparks ausgebildet ist.An exemplary embodiment of a wind power plant is in 1 shown. These are wind turbines 1 which are arranged in a wind farm. The wind farm includes a parking network 2 on which the wind turbines 1 are connected to deliver the electrical energy generated by them. About a main transformer 20 the energy generated is sent to a transmission network operated by a network operator 9 issued. Furthermore, the wind farm comprises a signal network 3 , which on the one hand to controllers 15 the wind turbines 1 and on the other hand to a parkmaster 4 is connected, which is designed for higher-level control of the wind farm.

Der Aufbau einer Windenergieanlage 1 ist im Wesentlichen konventionell und umfasst mehrere Komponenten. Vorgesehen ist ein Turm 10, an dessen oberen Ende eine Gondel 11 in Azimutrichtung verschwenkbar angeordnet ist. An einer Stirnseite der Gondel 11 ist ein Windrotor 12 drehbar angeordnet, der über eine Rotorwelle (nicht dargestellt) einen Generator 13 antreibt. Dieser erzeugt zusammen mit einem Umrichter 14 elektrische Energie. Sie wird über eine Anschlussleitung 16 und einen Anlagentransformator 17 an das Parknetz 2 abgegeben.The construction of a wind energy plant 1 is essentially conventional and includes several components. A tower is planned 10 , at the top of which a gondola 11 Is arranged pivotably in the azimuth direction. At one end of the gondola 11 is a wind rotor 12 rotatably arranged, via a rotor shaft (not shown) a generator 13 drives. This generates together with a converter 14 electrical power. It is connected via a connecting cable 16 and a plant transformer 17 to the park network 2 issued.

Die Windenergieanlage 1 weist ferner eine Betriebssteuerung 15 auf. Sie überwacht den Betrieb der Windenergieanlagen und ihrer Komponenten. Sie ist angeschlossen an das Signalnetz 3 des Windparks.The wind turbine 1 also has an operation control 15 on. It monitors the operation of the wind turbines and their components. It is connected to the signal network 3 of the wind farm.

Ferner vorgesehen ist eine Einrichtung 5 zur Wartungssteuerung des Windkraftwerks. Sie kann räumlich dezentral an der Betriebsteuerung 15 oder zentral am Parkmaster 4 angeordnet sein. Die Wartungssteuerung 5 umfasst ein Wartung-Anforderungsmodul 6 sowie ein Wartung-Arbitrierungsmodul 7. Das Wartung-Anforderungsmodul 6 ist dazu ausgebildet, anhand verschiedener Eingangsparameter zu bestimmen, ob und welche Wartungsereignisse erforderlich werden. Die Eingangsparameter umfassen unter anderem zeit- bzw. kalendarisch-gesteuerte Elemente 60, 61; Daten von der Betriebssteuerung 15 wie bspw. Betriebsstunden, erzeugte Energie, Signale von Verschleißsensoren etc.; oder andere von extern an einen Eingang 63 angelegte Parameter, wie beispielsweise erwartete Windstärken (insbesondere Sturm oder Flaute) oder andere für den Betrieb der Windenergieanlage relevante Faktoren, wie Vorgaben zur Drosselung oder den Energiepreis für elektrische Energie. Das Wartung-Anforderungsmodul 6 bestimmt daraus, welche Wartungsereignisse erforderlich sind. Derartige Wartung-Anforderungsmodule sind im Stand der Technik bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. Das Wartung-Anforderungsmodul 6 gibt entsprechend generierte Signale zur Anforderung der Wartungsereignisse an das Wartung-Arbitrierungsmodul 7 aus.Also provided is a device 5 for maintenance control of the wind power plant. It can be spatially decentralized to the operation control 15 or centrally at the parkmaster 4 be arranged. The maintenance control 5 includes a maintenance request module 6 and a maintenance arbitration module 7 , The maintenance request module 6 is designed to determine, based on various input parameters, whether and which maintenance events are required. The input parameters include, among other things, time- or calendar-controlled elements 60 . 61 ; Data from the operation control 15 such as operating hours, generated energy, signals from wear sensors, etc .; or others from an external to an input 63 applied parameters, such as expected wind strengths (especially storm or doldrums) or other factors relevant to the operation of the wind turbine, such as throttling requirements or the energy price of electrical energy. The maintenance request module 6 Determines which maintenance events are required. Such maintenance request modules are known in the art and therefore need not be explained in detail. The maintenance request module 6 issues appropriately generated maintenance request request signals to the maintenance arbitration module 7 out.

Die entsprechenden Anforderungen sind über die Signalleitung 67 an das Arbitrierungsmodul 7 angelegt. Dieses ist dazu ausgebildet, eine Optimierung der Zeitpunkte für die jeweiligen Wartungsereignisse durchzuführen. Dies erfolgt erfindungsgemäß unter Berücksichtigung von Zeiträumen, bei denen die Erzeugung von elektrischer Energie hochrelevant ist (gekennzeichnet durch das Symbol „HV“) oder nur wenig relevant ist, also nur eine niedrige Relevanz vorliegt (gekennzeichnet durch das Symbol „LV“). Diese werden zusammenwirkend mit einer angepassten SCADA-Einheit 73 bestimmt. The corresponding requirements are via the signal line 67 to the arbitration module 7 created. This is designed to optimize the timing of the respective maintenance events. This takes place according to the invention taking into account periods in which the generation of electrical energy is highly relevant (characterized by the symbol " HV ") Or is only of little relevance, that is, it has only a low relevance (indicated by the symbol" LV "). These will work in concert with a customized SCADA unit 73 certainly.

Ferner sind angelegt über einen Eingang 71 Signale zu Gewichtungsparametern, mit denen für die vorgesehenen Wartungsereignisse erwartete Energie-Ertragsverluste gewichtet werden. Die Gewichtungsfaktoren können fest vorgegeben sein oder dynamisch variabel sein, letzteres gilt insbesondere im Fall der Berücksichtigung von (erwarteten) Energiepreisen. Das Arbitrierungsmodul 7 bestimmt unter Berücksichtigung der hoch relevanten und niedrig relevanten Epochen HV, LV potentielle Energieerträge und die unter Berücksichtigung der Wartungsereignisse erreichbaren Energiebeträge; ferner bestimmt es daraus die durch Wartungsvorgänge induzierten Energie-Ertragsverluste. Diese werden mittels der Gewichtungsfaktoren bewertet und es werden die durch die Wartungsvorgänge induzierten Energie-Ertragsverluste über einen Zielzeitraum aufaddiert.Furthermore, they are created via an entrance 71 Weighting parameters signals that weight expected energy yield losses for scheduled maintenance events. The weighting factors may be fixed or dynamically variable, the latter being particularly true in the case of consideration of (expected) energy prices. The arbitration module 7 determined considering the highly relevant and low relevant epochs HV . LV potential energy yields and the amounts of energy attainable taking into account the maintenance events; it also determines the energy yield losses induced by maintenance operations. These are evaluated by means of the weighting factors and the energy yield losses induced by the maintenance operations are added over a target period.

Mittels an sich bekannter Optimierungsverfahren wird durch Variieren der Verteilung der Wartungsvorgänge zwischen hoch relevanten HV und niedrig relevanten LV Epochen eine Minimierung der Ertragsverluste erreicht.By means of known per se optimization method is by varying the distribution of maintenance operations between highly relevant HV and low relevant LV Epochs achieved a minimization of yield losses.

Der an sich mögliche Ertrag und die sich ergebenden Verluste sind schematisch in 4 dargestellt. Mit 100 % bezeichnet ist der gesamte potenziell mögliche Energieertrag Epot. Durch Wartungsarbeiten kann - bedingt durch die dabei erforderliche Stillsetzung - ein Teil des an sich möglichen Energieertrags nicht erzielt werden. Dieser Verlust ist bezeichnet durch ELoss_Maint. Die Berücksichtigung dieses Verlusts ergibt den Energieertrag, der an sich realisiert werden kann (Eachie). Allerdings kann sich ein Stillstand der Windenergieanlage 1 auch aus anderen Gründen ergeben, wodurch ebenfalls Verluste anfallen. Sie sind bezeichnet als ELoss_div. Der auch unter Berücksichtigung dieser Verluste tatsächlich realisierte Energieertrag ist bezeichnet als Eact. Definiert man entsprechend den insgesamt potentiellen möglichen Energieertrag als 100 %, so ergeben sich Wirkungsgradangaben von ηE und ηA für den Energieertrag unter Berücksichtigung der wartungsinduzierten Verluste bzw. zusätzlich noch der Verluste aus anderen Gründen. Hierbei gilt: $η E = Eachie/Epot = (Eact + Eloss_div) /Epot$

η A = Eachie/Epot

The inherently possible income and the resulting losses are shown schematically in FIG 4 shown. At 100%, the total potential energy output is Epot. Through maintenance work - due to the required shutdown - a part of the per se possible energy yield can not be achieved. This loss is designated by ELoss_Maint. The consideration of this loss yields the energy yield that can be realized (Eachie). However, a standstill of the wind turbine can 1 also for other reasons, which also incurs losses. They are referred to as ELoss_div. The energy yield actually realized taking these losses into account is referred to as Eact. Defining the total potential potential energy yield as 100% results in efficiency data of ηE and ηA for the energy yield, taking into account the maintenance-induced losses or additionally the losses for other reasons. Where:

η e = Eachie / Epot = (Eact + Eloss_div) / Epot

η A = Eachie / Epot

Ein Beispiel für eine erste Methode zur Festlegung von hoch relevanten (HV) und niedrig relevanten (LV) Epochen ist in 5 dargestellt. Hierbei handelt es sich bei 5A um eine zirkadiane Festlegung. Es sind die Zeiträume am Morgen zwischen 6:00 Uhr und 10:00 Uhr sowie am Abend zwischen 17 und 24 Uhr als hoch relevant (HV) definiert; hierfür soll eine unter Berücksichtigung der Gewichtungsfaktoren bestimmte gewichtete Verfügbarkeit von 98,5 % gewährleistet sein. Ferner ist als nur niedrig relevant (LV) definiert die Nacht zwischen 0:00 Uhr und 6:00 Uhr sowie der späte Vormittag bis Nachmittag zwischen 10:00 Uhr und 17:00 Uhr; hierbei soll eine unter Berücksichtigung des Gewichtungsfaktors bestimmte gewichtete Verfügbarkeit von 96 % gewährleistet sein.An example of a first method for determining highly relevant ( HV ) and low relevant ( LV ) Epochs is in 5 shown. These are 5A around a circadian determination. The periods in the morning between 6:00 o'clock and 10:00 o'clock as well as in the evening between 17 and 24 o'clock are highly relevant ( HV ) Are defined; For this purpose, a weighted availability of 98.5% should be guaranteed, taking into account the weighting factors. Further, as low is relevant only ( LV ) defines the night between 0:00 and 6:00 and the late morning to afternoon between 10:00 and 17:00; this should ensure a weighted weighting factor of 96%.

In 5B sind es Jahreszeiten, genauer gesagt Monate, die als hoch relevant oder nur niedrig relevant definiert sind. Als hoch relevant (HV) definiert sind die Monate Mai, Juni, Juli, August und September; hierbei soll eine unter Berücksichtigung des Gewichtungsfaktors bestimmte gewichtete Verfügbarkeit von 98,5 % gewährleistet sein. Als nur niedrig relevant definiert sind der Winter und das Frühjahr mit den Monaten Oktober, November, Dezember, Januar, Februar, März und April; hierbei soll eine unter Berücksichtigung des Gewichtungsfaktors bestimmte gewichtete Verfügbarkeit von 96 % gewährleistet sein. Die Festlegung gemäß 5A und 5B schließen einander nicht aus, sondern können zweckmäßigerweise miteinander kombiniert sein.In 5B they are seasons, more specifically months that are defined as highly relevant or only low relevant. As highly relevant ( HV ) are defined as the months of May, June, July, August and September; in this case, a weighted-availability weighted factor of 98.5% should be ensured. Winter and spring are defined as only low relevant with the months October, November, December, January, February, March and April; this should ensure a weighted weighting factor of 96%. The determination according to 5A and 5B do not exclude each other, but may conveniently be combined.

Alternativ können auch andere Zeiträume zur Aufteilung herangezogen werden, seien es Jahreszeiten, Wochen, Wochentage oder beliebige Kombinationen daraus. Ziel ist hierbei unter anderem auch, dass höchstens 50 % des Zeitraums als hoch relevant (HV) festgelegt sind, sodass ausreichend Zeit zur Einplanung der Wartung in den Zeiträumen mit nur niedriger Relevanz (LV) verbleibt.Alternatively, other periods can be used for the division, be it seasons, weeks, weekdays or any combination thereof. Among other things, the aim here is that at most 50% of the period is considered highly relevant ( HV ), allowing sufficient time to schedule maintenance during periods of low relevance ( LV ) remains.

Vorzugsweise kann auch im Nachgang bestimmt werden, ob die tatsächlich erreichte Energieeffizienz ηE unter Berücksichtigung der vorgenommenen Wartungen die definierte Verfügbarkeit (im Beispiel 98,5 % für HV und 96 % für LV) erreicht. Ist das nicht der Fall, so wird ein Unterschuss als Basis für Ausgleichszahlungen an den Betreiber des Windkraftwerks bestimmt; umgekehrt werden bei einem Überschuss entsprechende Bonuszahlungen an den Hersteller des Windkraftwerks bzw. an das betraute Wartungsunternehmen berechnet. Dies geschieht vorzugsweise mittels des Arbitrierungsmoduls 7 zusammenwirkend mit einem Gütetest-Modul 75. An einen Eingang 76 sind hierbei Daten über die Energiepreise angelegt. Vorzugsweise werden hierbei zur Berechnung von Ausgleichszahlungen/Bonuszahlungen durchschnittliche Energiepreise während der jeweiligen hoch relevanten (HV) oder nur niedrig relevanten (LV) Epoche herangezogen. Das Gütetest-Modul 75 weist eine Prüfeinheit 77 auf, welche zur Überprüfung der angelegten Daten über Energiepreise ausgebildet ist, beispielsweise mittels einem Zugang 78 zu entsprechenden historischen Daten im Internet. Es versteht sich, dass diese Berechnungen separat für hoch relevante (HV) und nur niedrig relevante (LV) Epochen vorgenommen werden. Ferner kann optional ein Eingang 79 für tatsächliche Winddaten vorgesehen sein, um so besser durch Wartungsereignisse entgangene Energiemengen bestimmen zu können.Preferably, it can also be determined subsequently whether the energy efficiency ηE actually achieved, taking into account the performed maintenance, the defined availability (in the example 98.5% for HV and 96% for LV ) reached. If this is not the case, then a deficit is determined as the basis for compensation payments to the operator of the wind power plant; conversely, in the event of a surplus, corresponding bonus payments are calculated to the manufacturer of the wind power plant or to the responsible maintenance company. This is preferably done by means of Arbitrierungsmoduls 7 cooperating with a quality test module 75 , To an entrance 76 Here are data about the energy prices created. Preferably, to calculate compensation payments / bonuses, average energy prices during the respective highly relevant ( HV ) or only low relevant ( LV ) Epoch. The quality test module 75 has a test unit 77 which is designed to verify the applied data on energy prices, for example by means of an access 78 to corresponding historical data on the Internet. It is understood that these calculations separately for highly relevant ( HV ) and only low relevant ( LV ) Epochs are made. Furthermore, an optional input 79 be provided for actual wind data, so as to be able to better determine the amount of energy escaped by maintenance events.

Eine zweite Methode ist in 6 dargestellt. Hierbei sind die Epochen als Monate definiert. Die Zuordnung zu hoch relevanten (HV) und nur niedrig relevanten (LV) Epochen geschieht hier jedoch nicht tabellarisch wie bei der ersten Methode (vergleiche 5A, B), sondern mathematisch unter Nutzung von Korrekturfaktoren. Damit können den verschiedenen Zeiträumen unterschiedliche Relevanzen zugeordnet werden. Man erkennt, dass sich im Mittel über den hier gewählten Zielzeitraum von einem Jahr die Korrekturfaktoren ausmitteln, d.h. der Mittelwert beträgt Eins.A second method is in 6 shown. Here, the epochs are defined as months. The assignment to highly relevant ( HV ) and only low relevant ( LV However, epochs do not occur in a tabular manner as in the first method (cf. 5A, B ), but mathematically using correction factors. In this way, different relevances can be assigned to the different time periods. It can be seen that on average over the target period of one year selected here, the correction factors average, ie the mean is one.

Im Grunde wird ähnlich wie bei der ersten Methode das Jahr in verschiedene Epochen unterteilt, wobei solche Epochen mit einem Korrekturfaktor von größer als 1 eine hohe Relevanz (HV) aufweisen und solche mit einem Korrekturfaktor von höchstens 1 nur niedrig relevant (LV) sind. Hierbei können wie in dem Ausführungsbeispiel als Unterteilungsparameter Monate verwendet werden, es können aber auch Jahreszeiten verwendet werden oder es können gegebenenfalls auch bestimmte Stunden während des Tages oder bestimmte Tage während der Woche verwendet werden bzw. Kombinationen daraus. Die SCADA-Einheit 73 ist ferner dazu ausgebildet, über eine Signalleitung 74 den Betreiber 4 des Windparks oder den Betreiber des Übertragungsnetzes 9 über die so geplanten Wartungen zu informieren.Basically similar to the first method, the year is divided into different epochs, with such periods with a correction factor of greater than 1 a high relevance ( HV ) and those with a correction factor of at most 1 are only of low relevance ( LV ) are. In this case, as in the exemplary embodiment, months may be used as subdivision parameters, but it is also possible to use seasons or, if appropriate, also certain hours during the day or specific days during the week or combinations thereof. The SCADA unit 73 is further adapted to be connected via a signal line 74 the operator 4 of the wind farm or the operator of the transmission system 9 to inform about the scheduled maintenance.

Im Weiteren wird mittels des Arbitrierungsmoduls 7 der wartungsinduzierte Energieertragsverlust ELoss_Maint über die Epochen hinweg mit dem Faktor gemäß der HV bzw. LV Epoche multipliziert. Die Zuordnung dieser Faktoren erfolgt vorzugsweise automatisch mittels des Arbitrierungsmoduls 7 im Zusammenwirken mit der SCADA-Einheit 73.In the following, by means of the arbitration module 7 the maintenance-induced energy loss ELoss_Maint over the epochs with the factor according to HV or. LV Epoch multiplied. The assignment of these factors preferably takes place automatically by means of the arbitration module 7 in cooperation with the SCADA unit 73 ,

Der durch die Wartungen induzierte Energieertragsverlust ELoss_Maint wird bei der zweiten Methode mit dem entsprechenden zur jeweiligen Epoche gehörenden Korrekturfaktor multipliziert. Stillstände der Windenergieanlage, die aus anderen Gründen als Wartung auftreten (zum Beispiel höhere Gewalt, Ausfall der Netzanbindung, wetterbedingte Störungen, Zugangseinschränkungen, Betriebseinschränkung wegen Lärm/Schattenwurf oder anderen vom Betreiber der Windenergieanlage selbst zu vertretende Aspekte) werden nicht als durch Wartung induzierter Energieertragsverlust angesehen und deshalb nicht mit dem Korrekturfaktor multipliziert.In the second method, the energy-yield loss ELoss_Maint induced by the maintenance is multiplied by the corresponding correction factor belonging to the respective epoch. Standstills of the wind turbine, which occur for reasons other than maintenance (for example, force majeure, failure of the grid connection, weather-related disturbances, access restrictions, operation restriction due to noise / shadows or other aspects attributable to the operator of the wind turbine itself) are not considered as maintenance induced energy loss and therefore not multiplied by the correction factor.

Ferner wird der verlorene Energieertrag bestimmt und, wie bereits vorstehend im Zusammenhang mit der ersten Methode erläutert, die erreichte Energieeffizienz ηE unter Berücksichtigung der vorgenommenen Wartungen berechnet. Vorzugsweise wird hierbei die durchschnittliche Produktion von weiterhin in Betrieb befindlichen Windenergieanlagen 1 des Windparks berücksichtigt, und zwar unter Heranziehung eines omnidirektionalen Wirbelfaktors WF einer Referenzwindenergieanlage. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass eine wegen Wartung stillgesetzte Windenergieanlage keine Wirbelschleppen erzeugt, welche den Betrieb der benachbarten anderen Windenergieanlagen stören könnte; insoweit ist das Stillsetzen der gewarteten Windenergieanlage vorteilhaft für die anderen Windenergieanlagen des Windparks.Furthermore, the lost energy yield is determined and, as already explained above in connection with the first method, the achieved energy efficiency ηE is calculated taking into account the maintenance performed. Preferably, this is the average production of wind turbines still in operation 1 of the wind farm, using an omnidirectional vortex factor WF of a reference wind energy plant. This takes into account the fact that a shut down due to maintenance wind turbine generates no wake turbulence, which could interfere with the operation of the other adjacent wind turbines; In that regard, the shutdown of the serviced wind turbine is advantageous for the other wind turbines of the wind farm.

Schließlich wird auf Grundlage der so bestimmten erreichten Energieeffizienz berechnet, ob eine definierte Verfügbarkeit erreicht wurde oder nicht. Dies wird wie bei der ersten Methode mittels des Güte-Moduls 75 durchgeführt, welches gegebenenfalls bei Unterschuss Ausgleichszahlungen an den Betreiber des Windkraftwerks und bei Überschuss Bonuszahlungen zugunsten des Herstellers/Wartungsunternehmers berechnet.Finally, it is calculated on the basis of the so determined achieved energy efficiency, whether a defined availability has been achieved or not. This is done as in the first method by means of the quality module 75 which, if appropriate, calculates compensation payments to the operator of the wind power plant in the event of a shortfall and bonus payments in favor of the manufacturer / maintenance company in the event of surplus.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil einer zielgenaueren Wartung. Für den Betreiber der Windenergieanlage bietet dies den praktischen Vorteil, dass während günstiger Phasen die Windenergieanlage mit höherer Wahrscheinlichkeit läuft, und die mit Wartungsarbeiten verbundenen Stillsetzungen vorrangig in die für den Betrieb eher uninteressanten Epochen fallen. Für den Kunden erhöht sich somit die Nutzbarkeit der Windenergieanlage. Für den Hersteller bzw. Wartungsunternehmer bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die Verfügbarkeit der Anlagen besser gesteuert werden kann. Dies erhöht nicht nur die Zuverlässigkeit, sondern ermöglicht auch das Einhalten von Garantiewerten zur Verfügbarkeit. Ferner können bei mehreren Windenergieanlagen die Wartungsarbeiten besser planvoll über das Jahr verteilt werden. Es ergibt sich somit auch eine Ressourcenschonung in Bezug auf Wartungsausrüstung und -mannschaften.The inventive method offers the advantage of a more accurate maintenance. For the operator of the wind turbine this offers the practical advantage that during favorable phases, the wind turbine is more likely to run, and associated with maintenance shutdowns fall primarily in the rather uninteresting periods for the operation. For the customer thus increases the usability of the wind turbine. For the manufacturer or maintenance company, the inventive method offers the advantage that the availability of the equipment can be better controlled. This not only increases reliability, but also allows guaranteed values to be met for availability. Furthermore, in several wind turbines, the maintenance work can be distributed better planned over the year. There is thus also a saving of resources with regard to maintenance equipment and crews.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2014/191067 A1 [0005]
EP 2228177 A1 [0005]
US 2014324495 [0005]

Claims

A method of operating a wind power plant, comprising controlling maintenance operations for the wind power plant or its components, the method comprising the steps of: determining highly relevant (HV) and low relevant (LV) epochs based on predetermined parameters, Determining a potential energy yield and an achievable energy yield for the epochs for calculating an energy yield loss induced by the maintenance operations, Determining a weighting factor for the highly relevant (HV) epoch and the low relevant (LV) epoch, Adding a weighted loss by applying the weighting factor to the maintenance-induced energy-yield losses over a target period comprising a plurality of epochs to form a global maintenance-induced loss value, and Perform a global maintenance induced loss value optimization procedure by varying the distribution of maintenance operations between highly relevant (HV) and low relevant (LV) epochs.

Method according to Claim 1 characterized in that the high relevance and low relevance epochs are defined based on a plurality of input quantities, preferably at least one of which is a cyclic calendar parameter, which is further preferably combined with a daily rhythmic (circadian) parameter.

Method according to Claim 2 , characterized in that at least one further input quantity is historical data, in particular with regard to wind and / or prices for electrical energy.

Method according to Claim 2 or 3 , characterized in that at least one further input quantity is a power requirement of an operator of the wind power plant.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an automatic pattern recognition based on the input data for detecting highly relevant and only low relevant epochs is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the achievable energy yield is automatically calculated based on a predicted wind-based power generation, preferably including a surcharge for losses that are not caused by maintenance.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the total resulting, caused by maintenance loss is automatically calculated by comparing the achievable energy yield with a target energy yield over the target period, preferably separately for the highly relevant and only low relevant epochs.

Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that highly relevant and only low relevant epochs are assigned different correction factors, wherein the correction factors are dimensioned such that those for highly relevant epochs are larger than those for only low relevant epochs, an average value of the correction factors preferably being one.

Method according to Claim 8 characterized in that the total maintenance-induced loss is added to the achievable energy yield over the target period so as to provide a measure of the potential energy yield, preferably forming a measure of the relationship between achievable energy yield and the potential energy yield.

Method according to one of Claims 8 or 9 , characterized in that the achievable energy yield is compared with a target energy yield.

Method according to one of the claims 7 to 10, characterized in that overshoots and / or undershoots of the target energy yield are added separately from each other, preferably using different compensation factors, wherein a compensation factor for exceedances is preferably lower than a compensation factor for underruns.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a secondary condition for the optimization method is provided for the optimization method, preferably the failure probability of the wind power plant and its components.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wind power plant is a wind farm comprising a plurality of wind turbines.

Method according to Claim 13 , characterized in that a maintenance-induced yield loss of a wind turbine by a preferably direction independent Vortex flow factor of a reference wind turbine is compensated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is carried out by a SCADA unit of a wind power plant and / or a park master of a wind farm.