风能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁绿色能源,越来越受到全世界的重视。变桨距风力机以其能最大限度地捕获风能、输出功率平稳等优点,日益成为风力机的主流机型。变桨距系统是兆瓦级风力发电机组的关键技术之一,本文对变桨距液压控制系统进行了较为全面的理论分析和试验研究。首先简述了风力发电机组的工作原理,介绍了定桨距和变桨距风力发电机组的特点。综述了国内外风力发电的现状和发展趋势。阐述了课题的研究意义,并提出了本文的主要研究内容。在空气动力学分析的基础上,推导出变桨距风力机变速恒频控制的理论基础,并通过对变桨距风力机进行数学建模和仿真,最终验证理论分析的正确性。针对国内传统的依靠曲柄机构驱动桨叶旋转的统一变桨方式,本文提出了独立液压变桨距控制,设计了变桨距执行机构。对桨叶变距驱动力、液压系统负载力和流量进行了计算。在此基础上,设计了变桨距液压控制系统,对液压系统的工作原理和各种工况下油液循环路线进行了详细说明,并对主要液压元件进行了选型。根据该液压系统在开桨和关桨时油液循环回路不同的特点,分别建立了开桨和关桨两个过程的系统线性控制数学模型。采用PID控制器构建了变桨距闭环控制系统,并进行了仿真研究。根据现有条件,对液压变桨控制系统进行了地面加载试验,包括正常运动控制试验、紧急顺桨试验、闭环控制试验、控制精度试验和速度控制试验。试验结果验证了系统设计的正确性和仿真模型的合理性。所设计的液压变桨距控制系统能够满足变桨距风力机对桨距角精确快速的控制要求。