风能和负载具有随机性和不确定性,本文提出的负载跟踪和充放电集成控制方法有利于提高独立运行小型风力发电系统的可靠性及实现系统优化运行,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文综述了风力发电及其控制技术的发展状况,论述了小型风力发电系统的基本组成、工作原理及风力机、发电机、蓄电池等各组成部分的运行原理;在分析现有结构的基础上,提出了包括不可控桥式整流器和Buck变换器的系统结构。这种结构有利于实现负载跟踪和充放电集成控制,且具有结构简单、可靠性高等优点;在分析风力机、负载和蓄电池工作状态的基础上,提取出集成控制系统的工作模式,给出了基于直流侧电压、电流确定工作模式的检测方法及各种工作模式之间的转换关系;给出了实现集成控制系统工作模式相应的控制策略,主要包括最大功率控制、负载跟踪和蓄电池充放电控制、运行保护控制;以单片机为核心,设计了系统硬件电路,给出了控制软件流程框图。