在风能越来越被大规模利用的今天,风电机组作为吸收风能并将其转化为电能的装置,也越来越多的受到科学研究的重视。而随着技术的不断进步,单纯的以额定风速以下最大功率跟踪、额定风速以上稳定恒功率输出的控制方式已经不能满足当下的需求,对风电机组的控制也应当考虑不同的优化目标。在额定风速以上,功率稳定性的重要性不言而喻,但除此之外,发电机转速与转矩的运行是否稳定、桨距角动作是否频繁,机组载荷状态是否良好同样需要得到重视并结合到控制器设计中。具体的优化方式为,以变桨距控制和发电机转矩控制两控制器的协调工作为实现方式,基于控制器调节和仿真测试,区分不同控制器参数下机组运行的差异性,并以多目标协调优化为目的寻找满足目的的控制器参数,实现风电机组多目标优化。主要研究工作如下:通过基于极点配置的风电机组控制器调节,明确发电机转矩控制与桨距角控制对机组主要状态参数的影响以及在单一控制参数调节中存在冲突的优化目标,依此建立控制器协调-目标协调的双层优化框架。定量分析各控制器调节中存在的多目标的差异特性,结合Pareto优化理论,实现对最优边界的定性分析,以梯度为区分方式以在最优边界上寻找满意解,实现机组多目标优化。通过参数相关性分析,提取结合传动轴载荷和叶根载荷的风机载荷特征参数,进而进行基于模型预测控制的载荷-功率双目标协调优化,在最优边界上选择适当的满意解作为边界得到最优解集并反推得到最优控制器权重集;通过定性计算一段时间窗口内的风速湍流大小为依据,以最优权重集为目标权重参数,实现变权重风电机组预测控制。