风电机组出现超速故障或者功率不稳定问题,威胁到了电力系统的安全稳定运行。超速故障容易在风电机组过渡区内发生。在额定风速以上的运行区间,变桨控制不及时会影响风电机组输出功率稳定性。以5 MW双馈式风电机组为研究对象,建立仿真模型。通过GHBladed软件的模型线性化功能模块,在每个风速点导出风电机组转矩-转速传递函数模型和桨距角-转速传递函数模型,并经过MATLAB系统辨识得到三阶传递函数模型。利用所得到的三阶传递函数模型与PI控制器组成闭环系统。以闭环系统的超调量、调节时间和控制能量组成适应度函数,并利用差分进化算法寻求适应度函数的最优解。那么这个最优解所对应的PI控制器参数就是所求值。在每个风速点的最优PI控制器参数之间进行线性插值,组成变增益转矩PI控制器和变增益变桨PI控制器。利用所得到的控制器,在Visual Studio中编写外部控制器程序,并带入GHBladed软件中进行仿真计算。研究结果表明,在过渡区内,阵风工况下,优化后的发电机转速偏离额定值0.92%,而优化前的发电机转速偏离量为2.85%,在平均风速为10m/s的湍流风工况下,优化后的发电机转速标准差较优化前降低了 32.93%。在额定风速以上的运行区间内,阵风工况下,优化后的输出功率很快恢复到额定值附近,而且最大偏离量较优化前小,在平均风速为16 m/s、1 8 m/s、2 0 m/s的湍流风工况下,优化后的输出功率标准差较优化前分别降低23.31%、22.78%、18.32%。优化后的控制器对风速波动具有良好的鲁棒性,稳定了过渡区内的发电机转速,并使得在额定风速以上的运行区间内,风电机组输出功率更加平滑。