能源是社会快速发展,人类进步的重要基础;然而能源是有限的,人们对需求能源是无限的,如何寻求新的可再生能源替代传统化石燃料,解决环境污染等问题已迫在眉睫。大力发展风能符合可持续发展战略,也是解决能源危机的重要途径。如何利用现代电力电子器件实现风能的最大捕获,并降低风力发电成本,一直是现代学者积极探索和研究的重要课题。首先,对于各模块进行建模。实际风电厂中风速是时刻变化的,且具有间歇性;如何使模拟风速更接近实际风速在仿真试验中至关重要。本文采用基本风、随机风、阵风、渐变风、四种风速进行建模并模拟真实风速。并对风力机功率-转速特性曲线最大风能利用系数进行推导,并对传动装置进行建模;由于双PWM变流器采用AC-DC-AC换流器,其中存在直流的作用使得可以单独控制机侧和网侧变流器,并电流器控制模型、最大风能捕获模型进行分析并搭建数学模型,在发电机侧和网侧变流器的控制环节加入前馈补偿电压。其次,目前实现最大风能捕获控制策略有最佳叶尖比法,功率反馈法,爬山搜索法等。最佳叶尖比法是根据风力机中最佳叶尖比公式求出最佳转速,然后经过齿轮箱增速产生转矩带动发电机运转,其中要求风速测量仪的精度较高。功率反馈法不需要风速测量仪,只需要设定实际的功率进行反馈校正(即根据发电机输出功率和风力机发出功率进行反馈控制)。爬山搜索法不需要速度和功率传感器,在仿真试验中较为实用;传统爬山搜索法中步长设置过长会影响搜索效率;步长设定过短在最大功率点会出现震荡;采用改进型变步长的控制策略加快系统响应时间,并结合模糊控制减缓系统最大功率点的抖动,可以增加系统的精确度。最后,采用粒子群算法(PSO)与模糊PI结合控制策略实现最大风能的捕获,并在MATLAB/Simulink软件中进行仿真;与功率反馈模糊控制法和传统的控制策略进行对比,通过仿真结果和统计结果均表明本文提出的策略在低风速下能实现最大风能捕获和最佳转矩和最佳转速,进一步发现本文提出的控制策略不仅可以节省大量的参数计算、还可以减少系统响应时间,具有可行性。