随着风力发电技术的发展,大型风力机组已经成为目前风电技术研究的重点。针对风速在空间和时间上分布的特点,变桨距风力发电机组的研究具有重要的意义。但是,由于风切变和塔影效应的影响,传统的统一变桨距系统具有一定的缺陷。通过研究,独立变桨距可以弥补统一变桨距的不足,对大型风力发电机组具有积极地意义。由风力机的空气动力学原理,可知风力机风轮不能完全的吸收风能,因此,在研究风力机风能时,必须在总风能上乘以一个系数,该系数称为风能利用系数。由贝兹理论可知,该系数最大为0.593。当风速超过风力机组设计时的额定风速,可以通过调节桨距角改变风能利用系数,保证风力发电机组始终工作在额定功率状态。但由于风切变和塔影效应的影响,风轮桨叶上的风速是随风轮转动具有周期性的变化,该变化会引起桨叶及风力机组整体的振动,该振动对风力发电机组的寿命具有消极的影响。通过单独调节每一个叶片的桨距角既能保证风力机具有稳定的功率输出,又可以减小因风速在空间上的非均匀分布而引起的机组振动。本文基于风力机的空气动力学原理和工程控制理论,针对变桨距风力发电机组的运行特点和风速的变化规律,提出了基于风轮桨叶方位角的权系数分配的独立变桨距控制系统。首先,通过风轮的空气动力学原理和工程控制理论建立统一变桨距的数学模型,并通过PID控制器和模糊控制器调整桨距角完成对功率、风轮转速的控制,保证发电机具有稳定的功率输出。再根据风切变和塔影效应的模型针对桨叶上风速的变化规律,建立基于桨叶方位角的权系数分配模型。最后,选取2MW风力机组的各项数据,通过计算机仿真验证了基于桨叶方位角的权系数独立变桨距控制策略的可行性。