随着全球对环境保护的重视，风能作为可再生能源得到全球的利用，风电具有污染物排放量少、降低温室气体的排放等优点。但风能存在随机性和难以控制等缺点，从而导致风电在并入电网时，影响电网平稳与安全的运转；也影响电网的电能质量，并影响生产生活有序发展，因此提高风电质量具有重要意义。
　　为提高风电质量，本研究对风电场风速进行预测，提出三种风速预测模型，将三种预测模型得到的预测值与实际风速对比，并对误差进行分析，得到一种改善风速预测误差的方式；并基于1.5MW风力发电机，设计并优化变桨距控制策略，经过仿真得出风力发电机的输出功率，分析风速变化时输出功率的稳定性。主要研究内容与结论归纳如下：
　　(1)建立风力发电机模型。分析风力发电机基本理论的研究，对风速、风轮、发电机、传动系统、变桨距系统等逐个建立模型，组合各个部分模型建立出风力发电机模型。在随机风速下对风力发电机模型进行仿真，得到风力发电机在无控制策略情况下输出功率的波动，确定风力发电机模型合理。
　　(2)研究风速预测算法。剖析风速的特点，提出时间序列模型、经验模态分解与时间序列结合方法以及局域均值分解法与时间序列相结合的方法对风速进行预测，将预测数据与实际风速进行比较，并进行误差分析。得到局域均值分解法-时间序列模型的误差更小，预测数据更精确。
　　(3)设计变桨距控制策略，进行分析。以PID控制为基础，设计模糊PID控制策略，用模糊算法来确定PID控制器参数，在随机风速下仿真可知，模糊PID策略降低了控制的响应时间，使风力发电机的功率较为平稳输出。
　　(4)优化变桨距控制策略。在设计模糊PID控制策略发现其参数难以确定，因而提出用粒子群算法优化模糊PID控制策略。设计粒子群-模糊PID控制策略，运用粒子群算法确定模糊PID控制策略的参数，使其参数更准确，并在随机风速中进行仿真。通过仿真表明：粒子群-模糊PID控制策略的控制效果更好，响应时间更短。