随着全球经济的快速发展，人类社会的环境问题和能源问题面临严峻的危机，大力开发清洁能源、可再生能源已成为当务之急，因此风能作为最廉价、最有希望的绿色能源开始被大规模开发使用。风力发电无疑是风能被利用的主要形式之一，已被许多国家纳入国家可持续发展战略组成中。风力发电机按风轮轴方向分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。近年来，水平轴风力发电机以其技术成熟、输出效率高和性价比高等特点得到了快速发展，但是随着水平轴风力发电系统容量的不断增大，重心不稳、必须有偏航装置、噪声大等缺点逐渐暴露出来。与此同时，一些国内外专家和研究人员将研究的目光重新投向了垂直轴风力发电系统，但是风能利用率低这个缺点一直制约着它的发展。本文以H型垂直轴风力发电机为研究对象，以改善其自启动能力和提高其风能利用率为目的而对其进行研究。目前，垂直轴风力发电系统大多采用定桨距的结构，导致系统自启动性能差、风能利用系数较低，导致垂直轴风力发电系统发展缓慢。本文建议将水平轴风力发电系统中采用的变桨距控制技术应用于H型垂直轴风力发电系统中，以提高其自启动能力和风能利用系数，进而促进垂直轴风力发电系统的发展。本文首先通过分析单个叶片绕中心转轴旋转一周时的受力情况，确定叶片转矩力为负的区域，然后对风力机在不同方位角下的桨距角进行优化，从而分析对叶片采用不同变桨距角后的受力情况，确定了上风向和下风向的最佳变桨距角，进而设计了变桨距方案，最终在MATLAB中建立该变桨距方案的仿真模型并验证其合理性。