随着风力发电机组逐步向大型化、轻量化方向的不断发展,其组成部件柔度不断加大,风力机系统的固有频率逐渐降低。而载荷导致的振动会严重影响到风力机的结构强度与寿命,因此通过对风机载荷进行建模和优化控制以达到抑制异常振动,延长机组部件的寿命具有重要的研究意义。本文首先根据已知参数对2MW风机建模,仿真计算其功率,并且与Bladed软件中的该机型风机功率做比较,验证了所建模型的准确性。由于风力机载荷种类繁多,其中以空气动力载荷最为复杂。所以论文以空气动力学中的叶素-动量理论为基础,对风机叶片进行机理建模,计算单个叶素上的力矩,通过积分求得整个叶片上的力矩,然后根据详细的计算过程,分析某些特定参数与载荷的关系。同时由于风的多变性和不确定性,分别针对风在空间和时间上的分布特性进行仿真,主要包括空间上塔影效应和风剪切效应对载荷影响的仿真以及在时间上风速变化时对载荷影响的仿真。为达到额定风速以上载荷控制的目的,根据载荷的非线性特性对额定风速以上的风速段进行了分区。针对不同的风速段设定相应的PID控制器,然后根据风的变化,调度切换控制器进行控制。虽然通过专用风机软件计算风机载荷并不复杂,但是本文根据载荷计算理论,自主详细地建立了兆瓦级风电机组的载荷模型,能够很好的体现各参数与载荷的关系,对载荷优化与控制的研究具有较大意义。