目前,市场上普遍存在的风力发电机组采用变桨距控制,其主要特点是以风力机叶片轴心处风速为参考风速对风力机各叶片进行同步控制。实际中,由于地面存在摩擦,风速随高度变化而变化,因此风力机风轮扫掠面内风速随高度不同而存在差异。随着风力发电机组容量的不断增大,风力机叶片越来越长,其所受到实际风速与参考风速的差异逐渐增大,使得风力机叶片载荷也逐渐增大,这个问题严重影响了风力机的使用寿命。本文将风力机的独立变桨距控制分成两部分设计:一是集中变桨距控制部分;一是修正变桨距控制部分。利用非线性PID控制设计集中变桨距控制器,使风力发电机组的输出功率稳定在额定值附近;利用状态反馈控制,通过极点配置方法设计修正变桨距控制器,减小风力机各叶片上的载荷。将各叶片的修正桨距角与集中桨距角之和作为对应叶片的独立桨距角输入风力机,实现了对风力机各叶片的独立变桨距控制。分别在阶跃风速和随机风速下对风力发电机组进行数字仿真研究,结果表明独立变桨距控制能够降低风力机叶片的载荷,延长风力机使用寿命,并且具有更好的动态性能和静态误差。状态反馈在风力发电机组的稳定点附近具有良好的调节作用,但如果对系统的动态特性要求相对较高时,基于状态反馈的独立变桨距控制器就难以达到设计目的。本文引入基于扰动调节控制(Disturbance Accommodating Control简称DAC)的修正变桨距控制,利用DAC得到风力机各叶片的修正桨距角。在阶跃风速和随机风速下对风力发电机组进行数字仿真研究,结果表明基于DAC在抵消风速随高度变化的波动对风力发电机组的影响上优于基于状态反馈控制。