双馈风电机组因其成本低、技术成熟的优势是目前风电市场上应用较为广泛的机型。然而,伴随机组单机容量的增大,以及风速变化的随机性使得风电机组传动系统的载荷特性也变得非常复杂,甚至对机组的使用寿命造成了严重的影响。因此,研究风电机组传动系统的动态载荷特性及其主动控制策略,对提高其安全可靠运行能力具有重要的理论和实际应用价值。本文为了解决5MW双馈风电机组传动系统动态载荷问题,深入开展其系统模型以及传动系统动态载荷控制的应用研究。本文的主要研究内容为:(1)建立5MW双馈风电机组各个部分的动态数学模型,并在此基础上对机组非线性模型进行线性化处理。分析双馈风电机组在各个运行区域的传统控制策略及其对动态载荷的影响,并提出以变桨距系统和变流器为动作器的风电机组动态载荷主动控制策略。(2)针对5MW双馈风电机组在额定风速以上区域运行时,传统恒转矩控制导致传动链阻尼较小,易受扭振载荷影响的问题。基于模型预测控制(MPC)理论,设计传动系统MPC扭振载荷控制器。通过MPC算法对发电机电磁转矩进行控制,以补偿抑制传动链扭振的转矩信号,来增加传动链的等效阻尼,减少齿轮箱等关键部件的扭振载荷,实现传动系统动态载荷的主动控制。(3)为了保证在风电机组输出功率稳定的前提下实现传动系统的动态减载,本文将机组的转矩控制和变桨距控制的协调控制有机地融合于机组的控制中。桨距角控制器采用基于扩展卡尔曼滤波的线性二次型高斯最优控制策略,以桨距角和功率波动最小化作为最优控制器的优化指标,从动能输入端减小传动系统的转矩波动。利用基于带有状态观测器的状态反馈控制策略来设计转矩控制器,通过对闭环系统极点的重新配置,增大传动系统的阻尼。两者能够使传动链两端转矩达到平衡,共同抑制传动系统扭矩波动,从而减小齿轮箱等关键零部件的扭转疲劳损伤。为了减小双馈风电机传动系统所承受的载荷,本文以5MW双馈风电机组为研究对象,基于FAST和MATLAB/Simulink软件对本文所用的控制策略和传统控制策略进行仿真分析,结果表明本文中的控制策略能够有效降低5MW双馈风电机组传动系统的动态载荷,并对提高系统可靠性和机组寿命等具有理论意义和工程应用价值。