由于人类对于能源的需求逐步上升,对能源的质量与效率要求越来越严格,如何高效的利用风能是当今能源领域研究的热点。在风电机组中,反馈控制系统通过由风轮转速估计的风速来对偏航系统进行控制,达到一个较佳对风的桨距角,提升风能利用效率。但由于风速的不稳定性与随机性,以及前方风机所造成的湍流,该控制方式测风多变且不稳定,易加速偏航机构齿轮箱的磨损和老化。因此,本论文主要针对激光测风雷达技术进行风电机舱前馈控制的应用研究。激光测风雷达可以稳定测得风机机头前方200m范围内的风速,能够做到对风速的提前预测,通过前馈控制作用于风机偏航机构与反馈控制系统共同控制风机桨距角,达到更加精确的对风,提高风能的利用效率,也解决了风机齿轮箱磨损老化等问题。论文通过五个章节对基于激光测风雷达的风电机舱前馈控制与风功率性能进行研究,论文主要研究内容如下:本文建立了前馈控制机构和激光雷达测风修正方式的数学模型,便于后续的理论与算例分析。提出了激光雷达测风选点模型,从激光雷达的类型出发,提出了从风机机头出发,选取10个测风距离（测风平面）,每个平面选取4个测风点,针对测风点进行数学建模分析,引入风速模型,通过线性最小二乘法对不同测风点的风速进行统一化处理,求出每一个测风距离内的等效风速,而后通过积分数学模型,对所有测风平面进行积分运算,求得风机机头前方200m内的等效平均风速。以激光雷达所测得加权后的风速作为输入信号,构建前馈控制模型,介绍功率曲线的计算方法,针对算例分析需要数据标准化。介绍了流场均匀与否对于风机的影响。针对以上提出的模型,结合实际测量的风速和风机桨距角和转速数据进行算例分析,本章首先对测试机型、方法、流程、场地等进行严格约束,保证在无关变量影响最小情况下进行分析,测试流程包括塔筒底部主系统、轮毂系统、塔顶系统、信号采集软件、数据分析软件,满足IEC标准及国际第三方的认证要求。首先对叶片根部和塔架底部进行分析,这两个部位是风机最具代表性的关键位置,叶根和塔架底部的载荷水平能够反映两个关键位置的载荷大小,并且能很好地体现整个机组的载荷水平。其次讨论在恶劣风况下,风机的运行状态,考虑风机制动系统,及引入激光雷达作为前馈控制后的偏航系统,在各种复杂因素影响下而产生的瞬时风速、风向、风剪以及湍流的变化,对风机整体载荷的影响,讨论风机在恶劣风况下能否安全稳定的运行。最后讨论风机变桨与机组安全和稳定性,讨论引入激光雷达后,能否降低变桨系统,即变桨轴承等关键驱动和安全部件的载荷情况。最后对本文的研究内容进行总结,提出本文在工程应用中的创新点,以及创新点的实际价值,总结本文在引入激光测风雷达作为前馈控制后对风机载荷和风功率提升的效果,结合实际和风能利用的前景,讨论该技术的应用前景。总结论文中所提出结论的不足之处,提出下一步的研究思路。