风力机统一变桨距控制是以作用在风力机回转面上风速均匀为前提。其控制目标主要是当风超过额定风速,并且机组转速上升至额定转速转速后通过改变桨叶桨距角维持风机输出功率的恒定。然而,由于风剪切、塔影效应的存在,桨叶旋转至不同方位的风速各不相同。这也就导致桨叶所受气动力不同,进而引起桨叶的摆振和挥舞。最终会引发机组的振动乃至与塔架的共振,不利于机组稳定运行,采用独立变桨控制可有效地解决上述问题。本文首先建立了永磁同步风力发电机数学模型,介绍了变桨控制的原理,明确了统一变桨和独立变桨的控制目标。其次,采用叶素-动量理论对作用在风机叶片上的不平衡载荷进行建模,并在考虑风切变和塔影效应时对叶片载荷进行模拟。详细描述了目前较为常见的两种独立变桨控制策略—方位角权系数分配法和叶根载荷反馈法。并对基于载荷反馈的独立变桨控制策略提出改进,针对传统PI控制存在参数难以整定的问题,提出采用RBF对PI参数进行在线整定,并通过仿真对所提控制方法进行验证。结果表明,所提的控制策略比传统PI控制有着更好的自适应性,并且能够进一步的减少风轮旋转平面的不平衡载荷。针对于风速的随机性的问题,本文采用自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)进行独立变桨。以减少桨叶的偏移量和偏移速率的波动作为独立变桨控制的目标,通过设计独立的ADRC控制器从而平衡机组不平衡载荷,减少了风机偏航和俯仰方向的振动。本文在考虑风切变和塔影效应的影响下,通过仿真分析了转矩的波动频率与叶片不平衡载荷波动频率之间的关系。提出在已有的挥舞载荷控制环附加基于摆振载荷的控制环,并对所得的两类独立变桨桨距角进行权重分配,从而在平衡机组不平衡载荷的同时减少风轮气动转矩的波动。