随着能源消耗日益增长,环境污染日渐严重,风能作为可再生绿色能源得到人们的广泛关注。风力发电是风能利用的主要形式,由于风速随机性的影响,变桨距风力发电机由于可以通过调节桨距角保持平稳的功率输出,提高发电质量,增加风力机使用寿命的特点,吸引了广大学者和专家的研究兴趣。但由于变桨距风力发电机系统是一个多学科的综合性高技术系统,具有较强的非线性和时变不确定性特点,探求更加有效的变桨距控制策略仍然是风电技术研究的一项重要任务。本文以某型号1.5MW变桨距风力发电机为研究对象,在对风力发电机气动特性和运行特性进行分析的基础上,采用基于支持向量机补偿的方法建立了变桨距风力发电机风速预估模型,进一步设计了融合风速预估的变桨距控制器,减轻由于风的随机性和不稳定性引起的风力发电机输出功率脉动,改进功率调节方式、改善电能质量,为风力发电机变桨距控制器设计提供了一种新的思路,具体工作内容如下:(1)针对在尾流效应、风剪切效应、安装位置和户外不确定因素对风速计的影响下,作用于风轮桨叶迎风面有效风速测量困难的问题,通过对风力发电机的运行特性分析,选择桨距角、风力发电机输出功率、风轮角速度、风轮角速度导数作为模型的输入变量,采用基于支持向量机补偿的方法建立了风速预估模型。为了提高风速预估精度,采用粒子群优化算法对支持向量机参数寻优,建立参数优化后的支持向量机补偿模型预估风速值。仿真结果表明,预估精度得到提高,为将风速引入风力发电机变桨距控制奠定了基础。(2)针对变桨距风力发电机输出功率受风速随机性影响的问题,设计了基于风速预估的风力发电机变桨距控制器。首先,针对风力发电机系统非线性、时变的特点,设计了 Fuzzy-PID控制器,采用平滑因子函数的设计,使控制算法平滑切换。其次,针对功率反馈信号滞后的问题,设计了基于风速预估的前馈补偿器,根据估计的有效风速给出合适的前馈桨距角,进行动态前馈补偿,提高系统动态性能,实现了风速预估与变桨距控制的融合。最后,以1.5MW变桨距风力发电机为验证对象,基于Matlab软件平台对本文所提出的变桨距控制策略进行仿真研究,仿真结果表明了本文所提出方法的有效性。