风能是我国未来数年内最有前景的可再生清洁能源之一,风力发电机组非常复杂且造价昂贵,随着风电产业的发展,风力发电机组的设计和制造面临着挑战,有必要通过仿真分析的方法指导设计工作。因此,研究风力发电机组仿真分析技术,通过对影响载荷的主导工况的分析,探索降载优化控制策略,以确保风力发电机组安全高效的运行。论文主要内容包括:1.基于GH Bladed软件,设计开发一体化仿真系统,包括通过MATLAB编写的全工况生成模块、载荷检查分析模块、批处理与分布式计算模块、后处理模块等,以及通过Python语言开发的仿真任务自动化管理脚本。一体化系统具有良好的图形用户界面,适用于全工况整机仿真分析。2.基于所开发的一体化系统,选择全工况中影响机组关键部位载荷的典型主导工况,包括电网掉电工况、极端风切变工况、极端风速工况等,研究典型主导工况下的载荷特性。并进行全寿命疲劳载荷分析,探究疲劳载荷的影响因素和载荷变化规律。3.根据载荷优化目标工况的特点,探讨非线性变桨控制、预变桨控制和转速转矩柔性协调控制的降载效果。非线性变桨控制策略对风速变化的跟随性更好,在额定风速以上具有良好的降载效果。预变桨控制策略在湍流风和极端风切变工况下可以有效降低叶根和塔底的极限载荷。电机转矩柔性控制策略显著降低了风力发电机组的功率、风轮转速和桨距角波动,减小了冲击载荷,提高了稳定性。4.探讨基于调谐质量阻尼器（TMD）抑制风力发电机组的动力响应。研究在不同风速条件下,不同TMD参数对TMD性能的影响,设计了TMD最优参数。研究结果表明,TMD最佳调谐频率与风速相关,阻尼比对TMD性能没有显著影响。