EP3776788A1 - Verfahren, vorrichtung und computerprogrammprodukt zum betrieb einer oder mehrerer windenergieanlagen - Google Patents

Verfahren, vorrichtung und computerprogrammprodukt zum betrieb einer oder mehrerer windenergieanlagen

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EP3776788A1
EP3776788A1 EP19721199.8A EP19721199A EP3776788A1 EP 3776788 A1 EP3776788 A1 EP 3776788A1 EP 19721199 A EP19721199 A EP 19721199A EP 3776788 A1 EP3776788 A1 EP 3776788A1
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EP
European Patent Office
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control
control device
level
priority
control signal
Prior art date
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Pending
Application number
EP19721199.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hennig Harden
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Siemens Gamesa Renewable Energy Service GmbH
Original Assignee
Senvion GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Senvion GmbH filed Critical Senvion GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a wind turbine or several wind turbines combined in a wind farm, as well as a control device designed for carrying out the method and a corresponding computer program product.
  • Wind turbines are known from the prior art. They usually include a rotor with several - usually three - rotor blades.
  • the rotor is rotatably mounted on a nacelle, the nacelle in turn being rotatably mounted on a tower. If necessary, the rotor drives a generator via a rotor shaft and a gear.
  • a wind-induced rotational movement of the rotor can be converted into electrical energy, which can then be fed via converters and / or transformers - depending on the type of generator also at least partially directly - in an electrical network.
  • the networks into which a wind energy plant or a group of wind turbines directly feeds the energy generated constitute a potential bottleneck for energy supply, which results from the protection of the components used there, such as transformers, etc.
  • Whether and to what extent wind turbines are actually available for system services depends inter alia on the available, free transmission capacity of the network in which a wind turbine feeds its power.
  • this free transmission capacity constantly changes with the power actually fed into the network, whereby the free transmission capacity, in particular in high-wind phases with correspondingly high power supply, can certainly also drop to zero. Since, however, no possibility is known from the prior art to provide variable power feed as a system service even with fluctuating free transmission capacity in a local area network In the prior art, wind turbines are not regularly used to provide ancillary services.
  • the object of the present invention is to provide a method, a control device and a computer program product with which wind energy plants can be used to provide ancillary services.
  • the invention relates to a method for operating a wind energy plant or several wind energy plants connected to a wind farm with a control device for controlling the power supply of the wind turbine (s), the control device for receiving control signals of at least two higher-level control systems with different wind turbines. rather priority is formed, with the steps:
  • control device is reserved for the higher-level control from which the control signal originates:
  • the invention relates to a control device for controlling the power supply of a wind turbine or several wind turbines combined in a wind farm, wherein the control device is designed to receive control signals of at least two higher-level control systems with different priority via a remote data transmission network, wherein the control device for Implementation of the method according to the invention is formed.
  • the invention also relates to a computer program product comprising program parts which, when loaded in a computer, preferably a control device of a wind turbine or of a wind farm, are designed for carrying out the method according to the invention.
  • the power supply and other functions of a wind energy plant or of wind farms can be controlled by external control signals sent to the respective control device of the wind energy plant or the wind farm, this control signal regularly coming from a single superordinate control.
  • the invention has recognized that the implementation of control signals from various superordinate control systems is advantageous for providing system services by wind turbines. In order to achieve sufficient security in the availability of wind turbines for system services and at the same time to protect the network to which the wind energy plant (s) is or are connected from overload, two measures are provided according to the invention.
  • the one higher-level controller is assigned to the operator of the network into which the wind energy plant or the wind farm feeds directly, while the other higher-level control is assigned to a system service provider who calls system services as required to ensure network stability in transmission networks.
  • the network operator-associated controller enjoys a higher priority than the controller assigned to the system service provider.
  • the higher-order controllers are assigned differently and / or more than two higher-level controllers are provided, whereby at least one of the control systems has a higher priority than another of the higher-level controllers.
  • other higher-level controls for example a direct distributor of electrical energy, may also be provided.
  • the control device can be reserved for predetermined or resulting from the operation control or received control signals flexible time points for a particular higher-level control, whose control signals are to be implemented primarily.
  • a timetable stored in the control device it can be determined from which higher-level control control signals are primarily converted.
  • the timetable can be created by the control device itself, one of the higher-level controls or another separate unit and transmitted to the control device and / or possibly the higher-level controls. Based on forecasts, the timetable can in principle specify at which times a wind turbine or a wind farm is available for a specific higher-level control, for example for system services, if necessary.
  • Forecasts can be, for example, weather forecasts, in particular wind forecasts, but also consumption forecasts based on empirical values, on the basis of which u. a. the load of the network into which the wind turbine or wind farm feeds can be predicted. For times when a high network utilization is to be expected, it can then be specified in the timetable, for example, that in principle only control signals of the superordinate control assigned to the network operator are implemented, which regularly serve to protect the network.
  • the other higher-level control systems can use the timetable to recognize that at some point in time a particular wind turbine or wind farm is not available for them, for example for the provision of ancillary services. In this case, for example, a system service provider must retrieve a possibly required system service from another generator unit.
  • the control device of the wind energy plant or of the wind farm is in principle designed to actually implement only those control signals in the control of the wind energy plant or the wind farm, which come from that parent control, for which the control device - eg., According to the timetable - is reserved.
  • control device may be configured to receive the received signal Still implement control signal.
  • a wind energy installation or a wind farm can also be used, for example, to provide ancillary services if it is not explicitly reserved for it.
  • control signals of other higher-level control systems are not implemented in principle.
  • control device for a given period and / or until the next proper reservation - for example according to the timetable - for that is superordinate control, from which the control signal comes.
  • the reservation for precisely this higher-level control can be limited in time, for example to a predetermined period of time. It is advantageous, however, if such a reservation is valid at most up to the time at which, for example, according to the timetable, there is a reservation for a specific higher-level control. This can ensure that a possibly specified timetable is basically adhered to.
  • control signals of a higher-level control are only implemented if the control device is reserved for this control or there is no reservation can be deviated according to the invention if a control signal is received from a higher-level control whose priority is higher than the priority of the parent controller for which the controller is currently reserved. If a control signal originates from a higher-level controller with a correspondingly higher priority, the control signal can be converted despite a different reservation. In this way, it can be ensured, for example, that a network operator can reduce or completely switch off the power supply of a wind energy plant or wind farm, even if the wind energy plant or the wind farm is actually a system service provider for the provision of systems. services should be available. In order to prevent control signals from higher-level higher-level controls from being directly implemented, it may be provided that the controller receives an acknowledgment from the higher-priority control unit with the higher priority that its control signal actually has to be implemented.
  • control signal of a higher-level control system is implemented according to the schedule, for example according to the timetable, it is preferred for the higher-level control to use the control device for a predetermined time period and / or until the next reservation has been made correctly, for example according to the timetable reserved for the higher priority.
  • control for which the control device is reserved is notified that the control device is no longer available despite a reservation.
  • the higher-priority controller can be informed that the control device currently not available. In this way, it can be ensured, for example, that the higher-level controllers, in addition to the information from a timetable, for which ordered control a controller is reserved at a given time, be informed immediately about the reservation state and in particular any deviations from just this roadmap. This information can be taken directly into account by the higher-level controllers.
  • the timetable is in the form of a block chain, which is preferably stored in the control device and at least one, preferably all superordinate control devices.
  • a blockchain By using a blockchain, it can be ensured that the schedule is identical and tamper-proof for each unit where the blockchain is stored. At the same time, the schedule or block chain can easily be updated when making reservations for a new forecast period.
  • the timetable includes, for example, the period of time for a particular reservation as well as a clear identification of the superior control to which the reservation applies. It may be sufficient if only the start time of a reservation is stored in the timetable, wherein the period of the reservation results from the start time of the subsequent reservation. In the timetable, such times in which the wind power plant or the wind farm, for example, is shut down for maintenance reasons and thus can not feed in power, can be deposited.
  • the blockchain may contain further information in the sense of smart contracts, by means of which contractual agreements are mapped in the case where a control device, contrary to the original reservation, does not represent the higher-level control for which she is actually reserved, is available.
  • a smart contract for example, special allowances or contractual penalties can be mapped, which can then be billed automatically.
  • a smart contract can, for example, include a chain of commands, according to which the relevant measurement data and control commands of the time interval are signed together with the contract data with a secret key and / or sent to an address stored in the smart contract.
  • the timetable requires that it be processed according to a predefined set of rules and set in the control unit separately from the timetable, for example by using a semaphore. This allows a current "new reservation" to be displayed without having to change the original timetable.
  • the predefined rules can, for example, be stored as a smart contract in the blockchain.
  • a higher-level controller is preferably the network operator of the network, in which the power supply of the wind turbine or the wind farm is done, another higher-level control assigned to a system service provider.
  • the controller assigned to the network operator preferably has a higher priority than the controller assigned to the system service provider.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an association of several networks with power supply from a wind energy plant and a wind farm
  • Figure 2 a schematic representation of the method according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a transmission network 1 to which a plurality of local distribution networks 2 are connected.
  • Conventional power plants 3, one of which is shown as an example, are connected to the power supply to the transmission network 1.
  • the energy generated by the conventional power plants 3 reaches the individual distribution networks 2.
  • a single wind turbine 4 is connected to a distribution network 2 for power supply, while at another distribution network 2, a wind farm 5 comprising a plurality of wind turbines 4 'is connected via a windpark internal network 6 for power supply.
  • the individual wind turbine 4 has a control unit 7, which is connected to a remote data transmission network, for example the Internet, and which is connected to the control tion of the power supply of the individual wind turbine 4 is formed.
  • the wind farm 5 has a comparable control unit 7, which is integrated, for example, in the park master at the transfer point between the wind farm internal network 6 and distribution network 2.
  • the control unit 7 of the wind farm 5 is also equipped with a remote data transmission network.
  • it is connected via a wind farm internal data network 8 with the individual wind turbines 4 'of the wind farm 5 in order to be able to control these individually.
  • a higher-level control 9 is provided, which via suitable, via the remote data transmission network to the control unit 7 of the wind turbine 4 and the wind farm transmitted control signals can affect the power supply of the wind turbine 4 and the wind farm 5.
  • the power supply can be reduced or completely switched off in order to prevent the individual components of the distribution network 2, such as transformers (not shown) from being damaged by excessively large and / or too Protect long-lasting overload.
  • a superordinate controller 10 of a system service provider which supports the frequency and voltage maintenance in the transmission network 1 on behalf of the transmission system operator.
  • the superordinate controller 10 is connected via a remote data transmission network to the individual power generation units, such as the conventional power plants 3, the individual wind energy plant 4 and the wind farm 5, or with their respective control device 7, in order to supply their power via suitable power sources Control signals to influence such that, for example, the frequency and / or the voltage in the transmission network 1 defined setpoints corresponds.
  • the control devices 7 can in principle receive control signals both from the respectively higher-level control 9 of the respective network operator and from the higher-level control 10 of the system service provider.
  • control device 7 receives control signals of one of its higher-level control signals Controls 9, 10 processed, is explained with reference to Figure 2.
  • the control device receives a control signal from one of its higher-level controllers 9, 10, the control signal comprising identification features which allow it to be unambiguously assigned to one of the higher-level controllers 9, 10.
  • step 101 it is checked from which higher-level control 9, 10 the control signal originates and whether the control 9, 10 thus determined is the one for which the control device 7 was reserved at the time the control signal was received.
  • memory 1 1 which is part of control device 7, is used.
  • the memory 1 1 are a schedule for the reservation of the control unit 7, a semaphore on a possible deviation from the stored timetable and a priori- sation of the controls 9, 10 are stored.
  • the timetable which is stored in the form of a block chain both in the memory 1 1 and in the higher-level controllers 9, 10, contains a forward-looking list of time intervals with the respective indication for which of the control units 9, 10 the control device 7 is reserved.
  • the timetable is created or updated at regular intervals by the respective higher-level controller 9 of the network operator on the basis of weather and consumption forecasts and transmitted via the remote data transmission network to the respectively subordinate control device 7 and the higher-level control 10 of the system service provider.
  • the timetable can have the following form:
  • each period which of course can also include a date and is preferably Universal Time Code (UTC) compliant
  • UTC Universal Time Code
  • the wind turbine 4 or the wind farm 5 is not available to any of the higher-level controls 9, 10 and regularly also supplies no power to the respective distribution network 2.
  • the blockchain regulations are still deposited in case of deviations from the timetable, which map in the sense of a smart contract contractual arrangements and can be executed directly by the controller 7 based on the stored in the memory 11 and the timetable regulations.
  • a reservation deviation is stored in a reservation semaphore in the memory 11. If no deviation is required, the reservation semaphore is set to logical zero and the reservation from the timetable is taken into account; in the event of a deviation, the reservation semaphore is set to the superordinate instance for which the control device 7 is to be reserved differently from the timetable, in which case the timetable no longer arrives. Finally, in each case the priority of the higher-level controllers 9, 10 is stored in the memory 1 1, based on which the test of priority described below can be done.
  • the control signal received by the control device 7 may contain information on the priority of the sending higher-order control 9, 10.
  • the higher-level controller 9 of the network operator enjoys a higher priority than the controller 10 of the system service provider.
  • step 101 If it is determined in step 101 that the control signal previously received in step 100 originates from the higher-level control 9, 10 for which the control device 7 is currently reserved in accordance with the timetable stored in the memory 11 and the additional reservation semaphore, then step 102 takes place immediately The conversion of the received control signal by the control device 7.
  • the control signal can, for example, change the power supply of the wind turbine 4 or the wind farm 5 in order to support the network 1, 2 in terms of voltage and frequency. If this is not the case, it is checked in step 103 whether, according to the timetable and the reservation map, there is currently a reservation at all. If there is no reservation, in step 104 the control device 7 is reserved for the higher-level control 9, 10 from which the control signal comes.
  • This reservation is stored in the reservation semaphore and maintained until a new reservation has been made according to the timetable. If, in the timetable shown above by way of example, the control device 7 is reserved for the superordinate controller 9 of the network operator at time 11:40 because at that time a control signal of precisely this control 9 was received, the reservation becomes 1: 45 maintained. For that time, there is a new reservation, so that the reservation semaphore is set to logical zero, which means that the schedule is regular again.
  • step 103 If it is determined in step 103 that a reservation exists for the control device 7 - which is then mandatory for a higher-level controller 9, 10, of which the control signal is not received - it is checked in step 105 whether the received control signal has been sent by a higher-level controller 9, 10 whose priority stored in the memory 11 is higher than that for which the control device 7 is currently reserved. If this test results in a lower priority, the received control signal can not be converted. Thereupon, in step 106, a corresponding message is sent to the higher-level controller 10, from which the control signal originates. At the same time a comparison with the timetable in the memory 1 1 can be done.
  • step 107 the execution of the schedule for deviations from the timetable stored in the timetable can be triggered as a separate process. Independently of this, the method ends in this case after passing through step 106 (step 108) and is restarted at step 100 upon receipt of a further control signal.
  • step 105 If it is determined in step 105 that the control signal has been sent from a higher-level control 9 with a higher priority than the priority of the controller 10 for which the control device 7 is reserved, a request is initially made to the control signal in step 109 sending out higher-level control 9, whether the control signal must be implemented imperative despite existing reservation otherwise.
  • the higher-level controller 9 can then check whether there are any other, possibly better, ways of achieving the regulatory objective it pursues.
  • step 11 1 After receiving a response from the higher-level control 9 in question (step 1 10), it is checked (step 11 1). If it is determined that conversion of the control signal is not required, the method ends in step 108 and is re-executed on receipt of a further control signal (step 100). The termination of the method without the received control signal being implemented corresponds to the rejection or rejection of the control signal. If the control signal has to be converted, a message is sent to the higher-level control 10 for which the control device 7 was originally reserved, that the control device 7 is no longer available for precisely this higher-level control 10 at least until the next valid reservation.
  • step 104 the reservation is set to the higher priority control 9, so that subsequent control signals from this controller 9 can be immediately implemented (steps 100, 101, 102).
  • This modification of the reservation allows the execution of the scheme defined in the timetable as Smart Contract for departures from the schedule are triggered as a separate process (step 107).
  • the control signal is converted (step 102).
  • control device 7 of the wind turbine 4 or the wind farm 5 can be ensured that safety-critical control signals of the parent controller 9 of the network operator are also implemented when the controller 7 is reserved for another higher-level controller 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren Windenergieanlage (4) oder mehrerer in einem Windpark (5) zusammengeschlossener Windenergieanlagen (4'), sowie ein zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Steuerungseinrichtung und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt. Für das Verfahren weist die Windenergieanlage (4) oder der Windpark (5) eine an ein Datenfernübertragungsnetz angebundene Steuerungseinrichtung (7) zur Steuerung der Leistungseinspeisung der Windenergieanlage(n) (4, 4') auf, wobei die Steuerungseinrichtung (7) zum Empfang von Steuerungssignalen wenigstens zweier übergeordneter Steuerungen (9, 10) mit unterschiedlicher Priorität ausgebildet und in der Steuerungseinrichtung (7) ein Fahrplan hinterlegt ist, ob und für welche der übergeordneten Steuerung (9, 10) die Steuerungseinrichtung (7) zum Umsetzen von Steuerungssignalen zu einem Zeitpunkt reserviert ist, wobei die empfangenen Steuerungssignale in Abhängigkeit des Zeitplans sowie der Priorität der jeweils aussendenden übergeordneten Steuerung (9, 10) umgesetzt oder verworfen werden.

Description

Verfahren, Vorrichtung und Computerprogrammprodukt zum Betrieb
einer oder mehrerer Windenergieanlagen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage oder mehrerer in einem Windpark zusammengeschlossener Windenergieanlagen, sowie ein zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Steuerungseinrichtung und ein entsprechendes Computerpro- grammprodukt.
Windenergieanlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie umfassen in der Regel einen Rotor mit mehreren - in der Regel drei - Rotorblättern. Der Rotor ist drehbar an einer Gondel angeordnet, wobei die Gondel wiederum drehbar auf einem Turm angeordnet ist. Der Rotor treibt ggf. über eine Rotorwelle und ein Getriebe einen Generator an. Eine durch Wind induzierte Rotationsbewegung des Rotors kann so in elektrische Energie gewandelt werden, die dann über Umrichter und/oder Transformatoren - je nach Bauart des Generators auch wenigstens teilweise direkt - in ein elektrisches Netz eingespeist werden kann.
Aufgrund des stetig wachsenden Anteils an regenerativ erzeugter, elektrischer Leistung in den öffentlichen Verteil- und Übertragungsnetzen sollen Windenergieanlage zunehmend auch für die Funktionstüchtigkeit der Energieversorgung notwendige Aufgaben übernehmen und bspw. sog. Systemdienstleistungen zur Frequenzhaltung, zur Spannungshaltung oder sonstigen Netzbetriebsführung bereitstellen.
Gleichzeitig stellen die Netze, in die eine Windenergieanlage oder eine Gruppe von Wind- energieanlagen die erzeugte Energie unmittelbar einspeist, einen möglichen Flaschenhals für die Energieeinspeisung dar, die sich aus dem Schutz der dort verwendeten Komponen- ten, wie bspw. Transformatoren, etc. ergibt. Ob und in welchem Umfang Windenergieanla- gen für Systemdienstleistungen tatsächlich zur Verfügung stehen, hängt u. a. mit den zur Verfügung stehenden, freien Übertragungskapazität desjenigen Netzes, in welches eine Windenergieanlage ihre Leistung einspeist, zusammen. Diese freie Übertragungskapazität ändert sich jedoch ständig mit der tatsächlich in das Netz eingespeisten Leistung, wobei die freie Übertragungskapazität insbesondere in Starkwindphasen mit entsprechend hoher Leis- tungseinspeisung durchaus auch auf null absinken kann. Da aus dem Stand der Technik aber keine Möglichkeit bekannt ist, variable Leistungseinspeisung als Systemdienstleistung auch bei schwankender freier Übertragungskapazität in einem lokalen Netz zur Verfügung zu stellen, werden Windenergieanlagen im Stand der Technik regelmäßig nicht zur Erbringung von Systemdienstleistungen verwendet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, eine Steuerungseinrichtung und ein Computerprogrammprodukt zu schaffen, mit denen Windenergieanlagen zur Erbringung von Systemdienstleistungen genutzt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch, eine Steue- rungseinrichtung gemäß dem Anspruch 12 sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß dem Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprü- che. Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage oder mehrerer in einem Windpark zusammengeschlossener Windenergieanlagen mit einer an ein Datenfernübertragungsnetz angebundenen Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Leis- tungseinspeisung der Windenergieanlage(n), wobei die Steuerungseinrichtung zum Empfang von Steuerungssignalen wenigstens zweier übergeordneter Steuerungen mit unterschiedli- eher Priorität ausgebildet ist, mit den Schritten:
Empfang eines Steuerungssignals von einer der übergeordneten Steuerungen;
Prüfen, von welcher übergeordneten Steuerung das Steuerungssignal stammt;
Wenn die Steuerungseinrichtung für diejenige übergeordnete Steuerung reser- viert ist, von der das Steuerungssignals stammt:
Umsetzen des Steuerungssignals;
Wenn die Steuerungseinrichtung für eine andere übergeordnete Steuerung re- serviert ist:
Prüfen, ob das Steuerungssignal von einer übergeordneten Steuerung mit höhe- rer Priorität als die Priorität der übergeordneten Steuerung, für welche die Steue- rungseinrichtung reserviert ist, stammt:
Wenn ja: Umsetzen des Steuerungssignals; Wenn nein: Ablehnen des Steuerungssignals.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Leistungsein- speisung einer Windenergieanlage oder mehrerer in einem Windpark zusammengeschlos- sener Windenergieanlagen, wobei die Steuerungseinrichtung zum Empfang von Steue- rungssignalen wenigstens zweier übergeordneter Steuerungen mit unterschiedlicher Priorität über ein Datenfernübertragungsnetz ausgebildet ist, wobei die Steuerungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Auch betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt umfassend Programmteile, wel- che, wenn geladen in einem Computer, vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung einer Windenergieanlage oder eines Windparks, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ausgelegt sind.
Es ist bekannt, das die Leistungseinspeisung und andere Funktionen einer Windenergiean- lage oder von Windparks durch externe und an die jeweilige Steuerungseinrichtung der Windenergieanlage oder des Windparks gesendete Steuerungssignale gesteuert werden kann, wobei dieses Steuerungssignal regelmäßig von einer einzelnen übergeordneten Steu- erung kommen. Die Erfindung hat erkannt, dass zur Bereitstellung von Systemdienstleistun- gen durch Windenergieanlagen das Umsetzen von Steuerungssignalen verschiedener über- geordneter Steuerungen vorteilhaft ist. Damit dabei eine ausreichende Sicherheit in der Ver- fügbarkeit von Windenergieanlagen für Systemdienstleistungen erreicht und gleichzeitig das Netz, an welchem die Windenergieanlage(n) angeschlossen ist oder sind, vor Überlast ge- schützt werden kann, sind erfindungsgemäß zwei Maßnahmen vorgesehen.
Im Folgenden wird aus Gründen der Übersichtlichkeit und zum besseren Verständnis der Erfindung regelmäßig auf ein Ausführungsbeispiel mit zwei übergeordneten Steuerungen Bezug genommen, wobei die eine übergeordnete Steuerung dem Betreiber des Netzes, in welche die Windenergieanlage oder der Windpark unmittelbar Leistung einspeist, zugeordnet ist, während die andere übergeordnete Steuerung einem Systemdienstleister, der zur Ge- währleistung der Netzstabilität in Übertragungsnetzen bei Bedarf Systemdienstleistungen abruft, zugeordnet ist. Die netzbetreiberzugeordnete Steuerung genießt dabei eine höhere Priorität als die dem Systemdienstleister zugeordnete Steuerung. Es ist aber selbstverständ- lieh auch möglich, dass die übergeordneten Steuerungen anders zugeordnet und/oder mehr als zwei übergeordnete Steuerungen vorgesehen sind, wobei zumindest eine der Steuerun- gen eine höhere Priorität hat als eine andere der übergeordneten Steuerungen. Es können aber selbstverständlich noch weitere übergeordnete Steuerungen, bspw. eines Direktver- markters elektrischer Energie, vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß kann die Steuerungseinrichtung zu vorgegebenen oder sich aus der Be- triebsführung oder empfangenen Steuerungssignalen ergebenden flexiblen Zeitpunkten für eine bestimmte übergeordnete Steuerung reserviert sein, deren Steuerungssignale primär umgesetzt werden sollen. Insbesondere kann in einem in der Steuerungseinrichtung hinter- legten Fahrplan festgelegt sein, von welcher übergeordneten Steuerung Steuerungssignale primär umgesetzt werden. Der Fahrplan kann dabei von der Steuerungseinrichtung selbst, einer der übergeordneten Steuerungen oder einer weiteren gesonderten Einheit erstellt und an die Steuerungseinrichtung und/oder ggf. die übergeordneten Steuerungen übermittelt werden. In dem Fahrplan kann auf Basis von Prognosen grundsätzlich festgelegt sein, zu welchen Zeitpunkten eine Windenergieanlage bzw. ein Windpark bei Bedarf für eine be- stimmte übergeordnete Steuerung, bspw. für Systemdienstleistungen grundsätzlich bereit- steht. Die Prognosen können bspw. Wetterprognosen, insbesondere Windprognosen, aber auch auf Erfahrungswerten beruhende Verbrauchsprognosen sein, auf deren Basis u. a. die Belastung des Netzes, in welches die Windenergieanlage bzw. der Windpark einspeist, prognostiziert werden kann. Für Zeiten, in denen eine hohe Netzauslastung zu erwarten ist, kann im Fahrplan dann bspw. festgelegt werden, dass grundsätzlich nur Steuerungssignale der dem Netzbetreiber zugeordneten übergeordneten Steuerung umgesetzt werden, die re- gelmäßig dem Schutz des Netzes dienen. Die anderen übergeordneten Steuerungen können anhand des Fahrplans erkennen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt eine bestimmte Windenergieanlage oder ein Windpark für sie, bspw. zur Erbringung von Systemdienstleis- tungen, nicht zur Verfügung steht. In diesem Fall muss bspw. ein Systemdienstleister eine evtl erforderliche Systemdienstleistung von einer anderen Erzeugereinheit abrufen.
Die Steuerungseinrichtung der Windenergieanlage oder des Windparks ist grundsätzlich dazu ausgebildet, nur diejenigen Steuerungssignale tatsächlich in die Steuerung der Wind- energieanlage oder des Windparks umzusetzen, die von derjenigen übergeordneten Steue- rung stammen, für welche die Steuerungseinrichtung - bspw. gemäß Fahrplan - reserviert ist.
Für den Fall, dass die zum Zeitpunkt des Empfangs eines Steuerungssignals keine Reser- vierung vorliegt, kann die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet sein, das empfangene Steuerungssignal dennoch umzusetzen. Dadurch kann eine Windenergieanlage bzw. ein Windpark auch dann bspw. zur Erbringung von Systemdienstleistungen genutzt werden, wenn sie bzw. er dafür nicht explizit reserviert ist. Gleichzeitig bleibt sichergestellt, dass bei einer Reservierung der Steuerungseinrichtung für eine bestimmte übergeordnete Steuerung die Steuerungssignale anderer übergeordneter Steuerungen grundsätzlich nicht umgesetzt werden.
Es ist bevorzugt, wenn im Falle der Umsetzung eines Steuerungssignals einer übergeordne- ten Steuerung, wenn keine Reservierung der Steuerungseinrichtung besteht, die Steue- rungseinrichtung für einen vorgegebenen Zeitraum und/oder bis zur nächsten ordnungsge- mäßen Reservierung - bspw. gemäß Fahrplan - für diejenige übergeordnete Steuerung re- serviert wird, von der das Steuerungssignal stammt. In dem die Steuerungseinrichtung bei Umsetzung eines Steuerungssignals einer bestimmten übergeordneten Steuerung für eben diese Steuerung reserviert wird, wird sichergestellt, dass auch nachfolgende Steuerungssig- nale eben dieser übergeordneten Steuerung umgesetzt werden und insbesondere Steue- rungssignale anderer übergeordneter Steuerungen, die ggf. entgegenstehende Regelungs- ziele verfolgen, grundsätzlich unberücksichtigt bleiben. Die Reservierung für eben diese übergeordnete Steuerung kann zeitlich begrenzt sein, bspw. auf einen vorgegebenen Zeit- raum. Vorteilhaft ist es aber, wenn eine solche Reservierung maximal bis zu demjenigen Zeitpunkt gültig ist, zu dem bspw. gemäß Fahrplan eine Reservierung für eine bestimmte übergeordnete Steuerung besteht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein evtl vorge- gebener Fahrplan grundsätzlich eingehalten wird.
Von dem Grundsatz, dass Steuerungssignale einer übergeordneten Steuerung nur dann umgesetzt werden, wenn die Steuerungseinrichtung für diese Steuerung reserviert ist oder keine Reservierung besteht, kann erfindungsgemäß dann abgewichen werden, wenn ein Steuerungssignal von einer übergeordneten Steuerung empfangen wird, deren Priorität hö- her ist als die Priorität der übergeordneten Steuerung, für welche die Steuerungseinrichtung momentan reserviert ist. Stammt ein Steuerungssignal von einer übergeordneten Steuerung mit entsprechend höherer Priorität, kann das Steuerungssignal trotz anderslautender Reser- vierung umgesetzt werden. Dadurch kann bspw. sichergestellt werden, dass ein Netzbetrei- ber zum Schutz seines Netzes die Leistungseinspeisung einer Windenergieanlage bzw. ei- nes Windparks reduzieren oder vollständig abschalten kann, selbst wenn die Windenergie- anlage bzw. dem Windpark eigentlich einem Systemdienstleister zur Erbringung von Sys- temdienstleistungen zur Verfügung stehen sollte. Um zu verhindern, dass Steuerungssignale von übergeordneten Steuerungen mit höherer Priorität unmittelbar umgesetzt werden, kann vorgesehen sein, dass von der Steuerungsein- richtung eine Bestätigung von derjenigen übergeordneten Steuerung mit der höheren Priori tät eingeholt wird, dass deren Steuerungssignal tatsächlich umgesetzt werden muss.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur solche Steuerungssignale von einer überge- ordneten Steuerung entgegen der eigentlichen Reservierung umgesetzt wird, die - bspw. für die Sicherheit des Netzes - unmittelbar erforderlich sind und zu denen keine Alternative be- steht, mit der Abweichungen von den Reservierung bzw. von einem Fahrplan gering gehal- ten werden können. Wird ein Steuersignal einer übergeordneten Steuerung aufgrund ihrer Priorität entgegen der Reservierung bspw. gemäß Fahrplan umgesetzt, ist es bevorzugt, wenn die Steuerungsein- richtung für einen vorgegebenen Zeitraum und/oder bis zur ordnungsgemäßen nächsten Reservierung - bspw. gemäß Fahrplan - für die übergeordnete Steuerung mit der höheren Priorität reserviert wird. Dadurch wird sichergestellt, dass - sofern eine übergeordnete Steu- erung mit höherer Priorität weitere Steuerungssignale an die Steuerungseinrichtung sendet - diese unmittelbar und insbesondere ohne ansonsten ggf. erforderliche Bestätigung umge- setzt werden können und die von der Steuerung mit höherer Priorität verfolgten Regelungs- ziele durch Steuerungssignale derjenigen übergeordneten Steuerung, für welche die Steue- rungseinrichtung reserviert ist, nicht konterkariert werden können. Wird der Zeitraum bis zur nächsten Reservierung begrenzt, kann bspw. die grundsätzliche Einhaltung eines Fahrplans sichergestellt werden. Werden danach weiterhin Steuerungssignale einer übergeordneten Steuerung mit höherer Priorität als die Priorität derjenigen Steuerung, für welche die Steue- rungseinrichtung dann reserviert ist, empfangen, kann die Reservierung wie beschrieben dann erneut auf die übergeordnete Steuerung mit höherer Priorität umgestellt werden. Es ist bevorzugt, wenn im Falle der Umsetzung des Steuerungssignals einer übergeordneten Steuerung mit höherer Priorität, diejenige Steuerung, für die die Steuerungseinrichtung re- serviert ist, benachrichtigt wird, dass die Steuerungseinrichtung trotz Reservierung momen- tan nicht mehr verfügbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann bei Empfang eines Steuerungs- signals einer übergeordneten Steuerung mit einer niedrigeren Priorität als die Priorität derje- nigen übergeordneten Steuerung, für die die Steuerungseinrichtung reserviert ist, die über- geordnete Steuerung mit der niedrigeren Priorität informiert werden, dass die Steuerungsein- richtung momentan nicht verfügbar ist. Dadurch kann bspw. sichergestellt werden, dass die übergeordneten Steuerungen neben der Information aus einem Fahrplan, für welche über- geordnete Steuerung eine Steuerungseinrichtung zu einem bestimmten Zeitpunkt reserviert ist, unmittelbar über des Reservierungszustands und insbesondere evtl. Abweichungen von eben diesem Fahrplan informiert werden. Diese Information kann unmittelbar von den über- geordneten Steuerungen berücksichtigt werden. Es ist bevorzugt, wenn der Fahrplan in Form einer Blockchain, welche vorzugsweise in der Steuerungseinrichtung und wenigstens einer, vorzugsweise aller übergeordneten Steue- rungseinrichtungen gespeichert ist, vorliegt. Über die Verwendung einer Blockchain kann sichergestellt werden, dass der Fahrplan bei jeder Einheit, bei der die Blockchain hinterlegt ist, identisch und manipulationssicher ist. Gleichzeitig lässt sich der Fahrplan bzw. die Block- chain problemlos fortschreiben, wenn Reservierungen für einen neuen Prognosezeitraum ermittelt werden. Der Fahrplan umfasst bspw. den Zeitraum für eine bestimmte Reservierung sowie eine eindeutige Identifizierung derjenigen übergeordneten Steuerung, für welche die Reservierung gilt. Es kann ausreichend sein, wenn lediglich die Startzeit einer Reservierung im Fahrplan hinterlegt ist, wobei sich der Zeitraum der Reservierung aus der Startzeit der nachfolgenden Reservierung ergibt. Im Fahrplan können auch solche Zeiten, in denen die Windenergieanlage bzw. der Windpark bspw. aus Wartungsgründen stillgesetzt ist und somit keine Leistung einspeisen kann, hinterlegt sein.
Die Blockchain kann neben dem eigentlichen Fahrplan für die Reservierungen einer Steue- rungseinrichtung noch weitere Informationen im Sinne von Smart Contracts enthalten, durch die vertragliche Vereinbarungen für den Fall abgebildet werden, dass eine Steuerungsein- richtung entgegen der ursprünglichen Reservierung nicht für diejenige übergeordnete Steue- rung, für die sie eigentlich reserviert ist, zur Verfügung steht. In einem solchen Smart Contract können bspw. Sondervergütungen oder Vertragsstrafen abgebildet sein, die dann automatisiert abgerechnet werden können. Ein Smart Contract kann bspw. eine Befehlskette umfassen, wonach die relevanten Messdaten und Steuerbefehle des Zeitintervalls zusam- men mit den Vertragsdaten mit einem geheimen Schlüssel signiert und/oder an eine im Smart Contract hinterlegte Adresse verschickt werden.
Da insbesondere bei einem als Blockchain hinterlegten Fahrplan, aber auch bei anderen Ausgestaltungen, eine kurzfristige Änderung des Fahrplans, weil die Steuerungseinrichtung entgegen der ursprünglichen Reservierung für eine übergeordnete Steuerung mit höherer Priorität als die ursprüngliche Steuerung reserviert werden muss, nicht oder nur schwer mög- lich ist, ist bevorzugt, wenn eine spontane, aus der Betriebssicherheit begründete Abwei- chung vom Fahrplan notwendig wird, diese nach einem vordefinierten Regelwerk behandelt und in der Steuerungseinheit gesondert vom Fahrplan, bspw. durch Nutzung eines Sema- phors, um gesetzt wird. Dadurch kann eine momentane„Neu-Reservierung“ abgebildet wer- den, ohne den ursprünglichen Fahrplan ändern zu müssen. Das vordefinierte Regelwerk kann bspw. als Smart Contract in der Blockchain hinterlegt sein.
Wie bereits dargelegt, ist eine übergeordnete Steuerung bevorzugt dem Netzbetreiber des Netzes, in welches die Leistungseinspeisung der Windenergieanlage bzw. des Windparks erfolgt, eine andere übergeordnete Steuerung einem Systemdienstleister zugeordnet. Die dem Netzbetreiber zugeordnete Steuerung weist vorzugsweise eine höhere Priorität als die dem Systemdienstleister zugeordnete Steuerung auf.
Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung sowie des erfindungsgemä- ßen Computerprogrammproduktes wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft weiter beschrieben. Es zeigen: Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Zusammenschlusses von mehre- ren Netzen mit Leistungseinspeisung von einer Windenergieanlage und einem Windpark; und
Figur 2: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Figur 1 ist schematisch ein Übertragungsnetz 1 dargestellt, an dem mehrere lokale Ver- teilnetze 2 angeschlossen sind. Konventionelle Kraftwerke 3, von denen exemplarisch eines dargestellt ist, sind zur Leistungseinspeisung mit dem Übertragungsnetz 1 verbunden. Über das Übertragungsnetz 1 gelangt die von den konventionellen Kraftwerken 3 erzeugte Ener- gie zu den einzelnen Verteilnetzen 2.
Weiterhin ist an einem Verteilnetz 2 eine einzelne Windenergieanlage 4 zur Leistungsein- speisung angebunden, während an einem anderen Verteilnetz 2 ein Windpark 5 umfassend mehrere Windenergieanlagen 4‘ über ein windparkinternes Netz 6 zur Leistungseinspeisung angeschlossen ist. Die einzelne Windenergieanlage 4 weist eine Steuerungseinheit 7 auf, die mit einem Datenfernübertragungsnetz, bspw. dem Internet verbunden ist und die zur Steue- rung der Leistungseinspeisung der einzelnen Windenergieanlage 4 ausgebildet ist. Der Windpark 5 weist eine vergleichbare Steuerungseinheit 7 auf, die bspw. in den Parkmaster am Übergabepunkt zwischen windparkinternem Netz 6 und Verteilnetz 2 integriert ist. Die Steuerungseinheit 7 des Windparks 5 ist ebenfalls mit einem Datenfernübertragungsnetz. Darüber hinaus ist sie über ein windparkinternes Datennetzwerk 8 mit den einzelnen Wind- energieanlagen 4‘ des Windparks 5 verbunden, um diese individuell steuern zu können.
Zumindest für diejenigen Verteilnetze 2, in die eine Leistungseinspeisung durch eine Wind- energieanlage 4 oder einen Windpark 5 erfolgt, ist eine übergeordnete Steuerung 9 vorgese- hen, die über geeignete, über das Datenfernübertragungsnetz an die Steuerungseinheit 7 der Windenergieanlage 4 bzw. dem Windpark 5 übermittelte Steuerungssignale die Leis- tungseinspeisung der Windenergieanlage 4 bzw. des Windparks 5 beeinflussen kann. Bspw. kann die Leistungseinspeisung reduziert oder vollständig abgeschaltet werden, wenn das jeweilige Verteilnetz 2 voll ausgelastet oder sogar bereits überlastet ist, um die einzelnen Komponenten des Verteilnetzes 2, wie bspw. Transformatoren (nicht dargestellt), vor Be- Schädigung durch zu große und/oder zu lang andauernde Überlast zu schützen.
Darüber hinaus ist noch eine übergeordnete Steuerung 10 eines Systemdienstleisters vorge- sehen, der im Auftrag des Übertragungsnetzbetreibers die Frequenz- und Spannungshaltung im Übertragungsnetz 1 unterstützt. Um diese Aufgaben zu erfüllen ist die übergeordnete Steuerung 10 über ein Datenfernübertragungsnetz mit den einzelnen Energieerzeugungs- einheiten, wie den konventionellen Kraftwerken 3, der einzelnen Windenergieanlage 4 und dem Windpark 5, bzw. mit deren jeweiliger Steuerungseinrichtung 7, verbunden, um deren Leistungseinspeisung über geeignete Steuerungssignale derart zu beeinflussen, dass bspw. die Frequenz und/oder die Spannung im Übertragungsnetz 1 definierten Sollwerten ent- spricht. Wie unmittelbar aus Figur 1 ersichtlich, können die Steuerungseinrichtungen 7 grundsätzlich sowohl von der jeweils übergeordneten Steuerung 9 des jeweiligen Netzbetreibers als auch von der übergeordneten Steuerung 10 des Systemdienstleisters Steuerungssignale empfan- gen. Das erfindungsgemäße Verfahren, wie eine Steuerungseinrichtung 7 empfangene Steuerungssignalen einer der ihr übergeordneten Steuerungen 9, 10 verarbeitet, wird an- hand von Figur 2 erläutert. ln einem ersten Schritt 100 wird von der Steuerungseinrichtung ein Steuerungssignal von einer der ihr übergeordneten Steuerungen 9, 10 empfangen, wobei das Steuerungssignal Identifikationsmerkmale umfasst, die es einer der übergeordneten Steuerungen 9, 10 eindeu- tig zuordnen lassen. Anschließend wird in Schritt 101 überprüft, von welcher übergeordneten Steuerung 9, 10 das Steuerungssignal stammt und ob es sich bei der so ermittelten Steuerung 9, 10 um diejenige handelt, für welche die Steuerungsvorrichtung 7 zum Zeitpunkt des Empfangs des Steue- rungssignals reserviert war. Dazu wird auf den Speicher 1 1 , der Teil der Steuerungsvorrich- tung 7 ist, zurückgegriffen. In dem Speicher 1 1 sind ein Fahrplan betreffend die Reservierung der Steuerungseinheit 7, ein Semaphor über eine mögliche Abweichung vom hinterlegten Fahrplan sowie eine Priori- sierung der Steuerungen 9, 10 hinterlegt.
Der Fahrplan, der in Form einer Blockchain sowohl im Speicher 1 1 als auch bei den überge- ordneten Steuerungen 9, 10 abgelegt ist, enthält eine in die Zukunft gerichtete Aufstellung von Zeitintervallen mit der jeweiligen Angabe, für welche der Steuerungseinheiten 9, 10 die Steuerungseinrichtung 7 reserviert ist. Der Fahrplan wird in regelmäßigen Abständen von der jeweiligen übergeordneten Steuerung 9 des Netzbetreibers auf Basis von Wetter- und Ver- brauchsprognosen erstellt bzw. fortgeschrieben und über das Datenfernübertragungsnetz an die jeweils untergeordnete Steuerungseinrichtung 7 sowie die übergeordnete Steuerung 10 des Systemdienstleisters übermittelt. Durch die Speicherung des Fahrplans in Form einer Blockchain ist Manipulationssicherheit gegeben.
Der Fahrplan kann die folgende Form aufweisen:
Neben der Start- und Endzeit eines jeden Zeitraums, die selbstverständlich auch ein Datum umfassen kann und vorzugsweise Universal-Time-Code (UTC)-konform ist, ist für jeden Zeit- raum festgelegt, für welche übergeordnete Steuerung 9, 10 - nämlich entweder die des Netzbetreibers oder die des Systemdienstleisters - die Steuerungseinrichtung 7 reserviert ist. Ebenfalls in den Fahrplan eingetragen sind Wartungen. In den entsprechenden Zeiträu- men steht die Windenergieanlage 4 bzw. der Windpark 5 keinem der übergeordneten Steue- rungen 9, 10 zur Verfügung und speist regelmäßig auch keine Leistung in das jeweilige Ver- teilnetz 2 ein. In der Blockchain sind weiterhin Regelungen bei Abweichungen vom Fahrplan hinterlegt, die im Sinne eines Smart Contracts vertragliche Regelungen abbilden und unmittelbar von der Steuerungseinrichtung 7 auf Basis der in dem Speicher 11 bzw. dem Fahrplan hinterlegten Regelungen ausgeführt werden können.
Wie nachfolgend noch erläutert, können vom Fahrplan abweichende Reservierungen auftre- ten. Da der Fahrplan selbst aufgrund seiner Speicherung als Blockchain nicht veränderbar ist, wird eine Reservierungsabweichung in einem Reservierungssemaphor im Speicher 11 hinterlegt. Ist keine Abweichung erforderlich, wird der Reservierungssemaphor logisch null gesetzt und die Reservierung aus dem Fahrplan berücksichtigt; bei einer Abweichung wird der Reservierungssemaphor auf diejenige übergeordnete Instanz gesetzt, für welche die Steuerungseinrichtung 7 abweichend vom Fahrplan reserviert sein soll, wobei es dann auf den Fahrplan nicht mehr ankommt. Schlussendlich ist im Speicher 1 1 noch jeweils die Priorität der übergeordneten Steuerungen 9, 10 hinterlegt, anhand derer die nachfolgend beschriebene Prüfung der Priorität erfolgen kann. Alternativ zur Hinterlegung der Prioritäten im Speicher 1 1 ist es auch möglich, dass die von der Steuerungseinrichtung 7 empfangenen Steuerungssignal Angaben zur Priorität der aussendenden übergeordneten Steuerung 9, 10 enthalten. Im vorliegenden Ausführungsbei- spiel genießt die übergeordnete Steuerung 9 des Netzbetreibers eine höhere Priorität als die Steuerung 10 des Systemdienstleisters.
Wird in Schritt 101 festgestellt, dass das zuvor in Schritt 100 empfangene Steuerungssignal von derjenigen übergeordneten Steuerung 9, 10 stammt, für die gemäß dem im Speicher 11 hinterlegten Fahrplan und des zusätzlichen Reservierungssemaphors die Steuerungseinrich- tung 7 gerade reserviert ist, erfolgt in Schritt 102 unmittelbar die Umsetzung des empfange- nen Steuerungssignals durch die Steuerungseinrichtung 7. Das Steuerungssignal kann bspw. die Leistungseinspeisung der Windenergieanlage 4 oder des Windparks 5 verändern, um das Netz 1 , 2 hinsichtlich Spannung und Frequenz zu stützen. Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt 103 geprüft, ob gemäß Fahrplan und Reservierungsse- maphor momentan überhaupt eine Reservierung vorliegt. Liegt keine Reservierung vor, wird in Schritt 104 die Steuerungseinrichtung 7 für diejenige übergeordnete Steuerung 9, 10 re- serviert, von der das Steuerungssignal kommt. Diese Reservierung wird in dem Reservie- rungssemaphor abgespeichert und solange aufrecht erhalten, bis gemäß Fahrplan eine neue Reservierung vorliegt. Wird bei dem oben exemplarisch gezeigten Fahrplan, wie beschrie- ben, die Steuerungseinrichtung 7 zum Zeitpunkt 11 :40 für die übergeordnete Steuerung 9 des Netzbetreibers reserviert, weil zu diesem Zeitpunkt ein Steuerungssignal eben dieser Steuerung 9 empfangen wurde, wird die Reservierung bis 1 1 :45 aufrecht erhalten. Für die sen Zeitpunkt liegt nämlich eine neue Reservierung vor, sodass der Reservierungssemaphor auf logisch null gesetzt wird, womit der Fahrplan wieder regulär gilt.
Wird in Schritt 103 festgestellt, dass eine Reservierung für die Steuerungseinrichtung 7 be- steht - die dann zwingend für eine übergeordnete Steuerung 9, 10 ist, von der das Steue- rungssignal nicht stammt - wird in Schritt 105 überprüft, ob das empfangene Steuerungssig- nal von einer übergeordneten Steuerung 9, 10 gesendet wurde, deren im Speicher 11 hinter- legte Priorität höher ist als diejenige, für welche die Steuerungseinrichtung 7 momentan re- serviert ist. Ergibt diese Prüfung eine niedrigere Priorität, kann das empfangene Steuerungssignal nicht umgesetzt werden. Es erfolgt daraufhin in Schritt 106 eine entsprechende Mitteilung an die übergeordnete Steuerung 10, von der das Steuerungssignal stammt. Gleichzeitig kann ein Abgleich mit dem Fahrplan im Speicher 1 1 erfolgen. Wird festgestellt, dass die Steuerungs- einrichtung 7 beim Empfang eines Steuerungssignals eigentlich für die das Steuerungssignal ausendende Steuerungseinheit 10 reserviert war, kann dadurch die Ausführung der im Fahr- plan als Smart Contract hinterlegte Regelung für Abweichungen vom Fahrplan als gesonder- tem Prozess ausgelöst werden (Schritt 107). Unabhängig davon endet das Verfahren in die sem Fall nach Durchlaufen des Schritts 106 (Schritt 108) und wird bei Empfang eines weite- ren Steuerungssignals neu bei Schritt 100 gestartet.
Wird in Schritt 105 festgestellt, dass das Steuerungssignal von einer übergeordneten Steue- rung 9 mit höherer Priorität als die Priorität der Steuerung 10, für welche die Steuerungsein- richtung 7 reserviert ist, gesendet wurde, wird in Schritt 109 zunächst eine Nachfrage an die das Steuerungssignal aussendende übergeordnete Steuerung 9 gerichtet, ob das Steue- rungssignal trotz bestehender anderslautender Reservierung zwingend umgesetzt werden muss. Die übergeordnete Steuerung 9 kann daraufhin überprüfen, ob ihr noch andere, ggf. günstigere Möglichkeiten zur Erreichung des von ihr verfolgten Regelungsziels zur Verfü- gung stehen.
Nach Erhalt einer Rückantwort von der fraglichen übergeordneten Steuerung 9 (Schritt 1 10), wird diese geprüft (Schritt 11 1 ). Wird festgestellt, dass eine Umsetzung des Steuerungssig- nals nicht erforderlich ist, endet das Verfahren in Schritt 108 und wird bei Empfang eines weiteren Steuerungssignals (Schritt 100) wieder neu ausgeführt. Das Beenden des Verfah- rens, ohne dass das empfangene Steuerungssignal umgesetzt wird, entspricht dem Verwer- fen bzw. Ablehnen des Steuerungssignals. Muss das Steuerungssignal umgesetzt werden, erfolgt eine Mitteilung an diejenige überge- ordnete Steuerung 10, für welche die Steuerungseinrichtung 7 originär reserviert war, dass die Steuerungseinrichtung 7 für eben diese übergeordnete Steuerung 10 zumindest bis zur nächsten gültigen Reservierung nicht mehr zur Verfügung steht. Anschließend wird in Schritt 104, wie oben beschrieben, die Reservierung auf die übergeordnete Steuerung 9 mit der höheren Priorität gesetzt, sodass nachfolgende Steuerungssignale von dieser Steuerung 9 unmittelbar umgesetzt werden können (Schritte 100, 101 , 102). Durch diese Änderung der Reservierung kann die Ausführung der im Fahrplan als Smart Contract hinterlegte Regelung für Abweichungen vom Fahrplan als gesondertem Prozess ausgelöst werden (Schritt 107). Anschließend wird das Steuerungssignal umgesetzt (Schritt 102).
Durch das beschriebene und von der Steuerungseinrichtung 7 der Windenergieanlage 4 o- der des Windparks 5 kann sichergestellt werden, dass sicherheitskritische Steuerungssigna- le der übergeordneten Steuerung 9 des Netzbetreibers auch dann umgesetzt werden, wenn die Steuerungseinrichtung 7 für eine andere übergeordnete Steuerung 10 reserviert ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage (4) oder mehrerer in einem Windpark (5) zusammengeschlossener Windenergieanlagen (4‘) mit einer an ein Datenfernüber- tragungsnetz angebundenen Steuerungseinrichtung (7) zur Steuerung der Leistungs- einspeisung der Windenergieanlage(n) (4, 4‘), wobei die Steuerungseinrichtung (7) zum Empfang von Steuerungssignalen wenigstens zweier übergeordneter Steuerun- gen (9, 10) mit unterschiedlicher Priorität ausgebildet ist, mit den Schritten:
Empfang eines Steuerungssignals von einer der übergeordneten Steuerungen (9, 10) [Schritt 100)]; - Prüfen, von welcher übergeordneten Steuerung (9, 10) das Steuerungssignal stammt [Schritt 101];
Wenn die Steuerungseinrichtung (7) für diejenige übergeordnete Steuerung (9, 10) reserviert ist, von der das Steuerungssignals stammt:
Umsetzen des Steuerungssignals [Schritt 102]; - Wenn die Steuerungseinrichtung (7) für eine andere übergeordnete Steuerung
(9, 10) reserviert ist:
Prüfen, ob das Steuerungssignal von einer übergeordneten Steuerung (9, 10) mit höherer Priorität als die Priorität der übergeordneten Steuerung (9, 10), für wel- che die Steuerungseinrichtung (7) reserviert ist, stammt [Schritt 105]: - Wenn ja: Umsetzen des Steuerungssignals [Schritt 102];
- Wenn nein: Ablehnen des Steuerungssignals [Schritt 108].
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Steuerungseinrichtung (7) ein Fahrplan hinterlegt ist, ob und für welche der übergeordneten Steuerung (9, 10) die Steuerungseinrichtung (7) zum Umsetzen von
Steuerungssignalen zu einem Zeitpunkt reserviert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein empfangenes Steuerungssignal auch dann umgesetzt wird, wenn beim Empfang eines Steuerungssignals keine Reservierung der Steuerungseinrichtung (7) vorliegt [Schritte 103, 102]
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Umsetzen eines Steuerungssignals, wenn keine Reservierung der Steuerungs- einrichtung (7) vorliegt, die Steuerungseinrichtung (7) für einen vorgegebenen Zeitraum und/oder bis zur nächsten Reservierung gemäß Fahrplan für diejenige übergeordnete
Steuerung (9, 10) reserviert wird, von der das Steuerungssignal stammt [Schritt 104]
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Umsetzen des Steuerungssignals einer übergeordneten Steuerung (9) mit hö- herer Priorität als die Priorität derjenigen übergeordneten Steuerung (10), für die die
Steuerungseinrichtung (7) reserviert ist, von der übergeordneten Steuerung (9) mit hö- herer Priorität eine Bestätigung eingeholt wird, dass das Steuerungssignal zwingend umzusetzen ist [Schritte 109, 110, 11 1].
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Umsetzen eines Steuerungssignals einer übergeordneten Steuerung (9) mit hö- herer Priorität als die Priorität derjenigen übergeordneten Steuerung (10), für die die Steuerungseinrichtung (7) reserviert ist, die Steuerungseinrichtung (7) für einen vorge- gebenen Zeitraum und/oder bis zur nächsten Reservierung gemäß Fahrplan für die übergeordnete Steuerung (9) mit der höheren Priorität reserviert wird [Schritt 104]
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Falle der Umsetzung des Steuerungssignals einer übergeordneten Steuerung (9) mit höherer Priorität, diejenige Steuerung (10), für die die Steuerungseinrichtung (7) reserviert ist, benachrichtigt wird, dass die Steuerungseinrichtung (7) trotz Reservie- rung momentan nicht mehr verfügbar ist [Schritt 1 12]
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Empfang eines Steuerungssignals einer übergeordneten Steuerung (10) mit einer niedrigeren Priorität als die Priorität derjenigen übergeordneten Steuerung (9), für die die Steuerungseinrichtung (7) reserviert ist, die übergeordnete Steuerung (10) mit der niedrigeren Priorität informiert wird, dass die Steuerungseinrichtung (7) momentan nicht verfügbar ist [Schritt 106].
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Fahrplan als Blockchain in der Steuerungseinrichtung (7) und vorzugsweise in we nigstens einer der übergeordneten Steuerungen (9, 10) abgelegt ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Fahrplan Smart Contracts für den Fall einer Abweichung von der durch den Fahr- plan vorgegebenen Reservierung umfasst.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
die übergeordnete Steuerung (9) mit der höheren Priorität dem Betreiber desjenigen Netzes zugeordnet ist, in welches die Windenergieanlage(n) (4, 4’) Leistung einspei- sen, und/oder die Steuerung die übergeordnete Steuerung (9) mit der niedrigeren Prio- rität einem Systemdienstleister zugeordnet ist.
12. Steuerungseinrichtung (7) zur Steuerung der Leistungseinspeisung einer Windenergie- anlage (4) oder mehrerer in einem Windpark (5) zusammengeschlossener Windener- gieanlagen (4‘), wobei die Steuerungseinrichtung (7) zum Empfang von Steuerungs- Signalen wenigstens zweier übergeordneter Steuerungen (9, 10) mit unterschiedlicher
Priorität über ein Datenfernübertragungsnetz ausgebildet ist, wobei die Steuerungsein- richtung (7) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden An- sprüche ausgebildet ist.
13. Computerprogrammprodukt umfassend Programmteile, welche, wenn geladen in ei- nem Computer, vorzugsweise eine Steuerungseinrichtung (7) einer Windenergieanlage (4) oder eines Windparks (5), zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An- sprüche 1 bis 11 ausgelegt sind.
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