发展清洁能源和可再生能源是解决能源安全和生态环境问题的必然之举。风电由于技术的相对成熟性和成本的相对优势,得到我国和世界各国的大力发展。随着风电渗透率的持续提升、风电机组单机容量的不断上升以及风电系统结构的日益复杂,风电各利益方亦对风电技术提出了更高要求,因此开发出提升风电机组性能的整机控制关键技术意义重大。风电平价上网的趋势,对风电机组的度电成本提出更高要求,提高已投产机组发电量是降低度电成本的重要手段。自然风作为风机唯一能量输入,其随机波动性会直接导致功率的波动,功率的过度波动会给电网调频带来不利影响。大型风电机组各部件质量大、柔性程度高,机组承受载荷情况复杂,因此需要优化控制机组载荷,保证机组运行安全。本文围绕发电优化、限制功率波动、载荷优化三大关键机组控制目标开展研究,提出整机多目标协调优化控制策略,最后利用基于Bladed和RTDS的联合实时仿真平台进行了验证。本文研究的关键内容及主要工作包括:（1）针对风电机组变速段提高发电量和限制功率波动目标的矛盾,提出一种基于风速分频的优化发电控制策略,综合考虑自然风能量频谱和电网调频敏感频段特点,通过分频控制实现提高发电量与限制功率波动目标的协调优化,并与其它改进转矩控制进行对比分析验证。（2）针对风电机组在额定风速附近可出现转矩控制和变桨控制耦合的问题,提出转速参考值分离并引入加速积分环节的变桨控制策略,优化额定风速点附近的控制切换过程。（3）考虑到额定风速以上变桨PI控制器参数变化规律可能导致阵风下的机组超速,提出应对阵风风况的模糊PI切换变桨控制,实现阵风风况下的快速变桨,并且不影响正常湍流风下的变桨性能。（4）搭建Bladed+RTDS风电机组实时仿真平台,详细介绍平台总体构成、硬件连接及各模块间变量数据通信情况,在该平台实现多组控制策略对比验证,证明了所提控制策略的有效性。