风力发电是一种可持续发展的可再生能源,不仅节约常规能源,而且可以减少环境污染,具有较好的经济效益和社会效益,越来越受到各国的重视。由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点,风力发电机组是复杂多变量非线性不确定系统,因此,控制技术是机组安全高效运行的关键。随着风力发电机组向大型化、轻量化方向发展,其组成零部件的柔度不断加大,系统固有频率逐渐降低。由载荷引发的机组零部件长时间振动加剧,会导致零部件的严重疲劳损坏。由于风的时变性,为了最大的从风中吸收能量,提高风力发电机组的出力,提高功率系数,避免阵风对风力发电机组的损坏,减小载荷波动对风力发电机组的影响,必须要对风力发电机组载荷进行控制。本文以空气动力学、经典控制理论和现代控制理论为基础,首先根掘风力发电机组的工作特点明确了风力发电机组风轮载荷产生的原因,并分类加以分析;其次通过对其计算模型的建立,分析载荷与风速之间的关系,得到其动态特性,建立出独立变桨距载荷控制系统的状态空间模型;再对风切变作用对载荷的影响进行分析,得到了桨距角与扰动风速之间的控制规律,从而研究出一种风力发电机组独立变桨距载荷优化控制策略,即利用H∞鲁棒控制算法对模型进行优化,针对不同高度下风对载荷的影响研究相应的优化控制策略,最终达到消除扰动,减小风力发电机组振动的目的。从仿真的结果中可以看出,利用H∞鲁棒控制算法设计的独立变桨距载荷优化分布控制器可使风轮上所受载荷的分布变得均匀,风力发电机组振动明显减小,使机组具有较好的鲁棒稳定性和动态性能,实现了风力发电机组的良好控制。本文是在沈阳工业大学风能研究所软件部国家863项目“风力发电机组设计及其工具软件开发”(项目编号2006AA05Z429)的帮助下完成的。本论文所进行的工作是该课题的专题之一。