風力發電技術與功率半導體器件及控制系統

　　Vestas 公司同樣將滑差控制技術應用于它的 OptiSlip 系統，而轉子上的電子電路與定子上的控制器之間則采用光學耦合。在本例中，控制值約為10%，工作時間約為10ms，從而在湍流條件下實現平穩的功率輸出，并降低結構負載。滑差值也會影響發電效率，兆瓦級發電機的滑差值一般工作在1% 范圍內，效率約為95%。因為轉子電路要消耗無功功率，所以功率因數一般都較低，約為0.87。由于這一原因，開關電容器組是傳統系統不可分割的一部分，但功率電路會越來越多地控制功率因數。就 Nordic公司的 1000 型渦輪發電機而言，開關電容能在渦輪發電機的整個工作范圍內將輸出功率因數保持在 1。 

      
　　只要把阻尼因素引入偏轉系統的控制環路，就可能使輪葉繞塔軸進行一定程度的搖擺運動，從而吸收湍流。因此，1000渦輪發電機的結構可以承受 55m/s 的風速，并能在 4m/s的風速下開始工作，而在 25m/s 風速下停止工作。在轉子速度為 25 rpm，轉子輪葉葉尖速度為 71m/s時，該發電機能在17m/s 風速下輸出1MW 最大功率。當轉子剛開始超速時，離心力驅動液壓釋放閥門，使輪葉葉尖轉至剎車位置。專業生產風力發電系統的 Mita-Teknik 公司，它所生產的 SCADA（管理控制與數據采集）系統也能驅動氣動剎車和機械剎車。發電機通過撓性電纜向塔座輸出690V三相 交流電。SCADA 系統可以卷回電纜以防止纏繞。SCADA 系統與中心設備之間的通信是通過調制解調器和電話線，還有一個 PC 用來獨立監控與記錄渦輪發電機的運行情況。
　　控制系統簡化了功率獲取
　　許多風力渦輪發電機的設計師都喜歡采用轉子傾斜角控制技術，因為這一技術可以大大緩解速度變化問題和系統功率獲取問題。當代產品有兩種不同的傾斜角控制方法，第一種方法是逐漸將輪葉對空氣氣流的攻角從滿功率的最大位置減小到獲取最小功率的周期變距位置 ；第二種方法是將攻角增大到發生氣動失速點。丹麥工程師 MB Pedersen 和 P Nielsen 于 1980 年在實驗型 Nibe-A 和 Nibe-B 渦輪發電機中試驗了這兩種方法（參考文獻 1）。他們的試驗結果顯示：全輪葉傾斜角控制可使輸出特性更為平滑，并有可能在高風速時減小轉力推力（圖 3）。如今，更先進的輪葉氣動算法和控制算法，有助于減小兩者之間的差別。