近年来,随着风力发电技术的发展,风电装机容量迅速增长,风能已经成为清洁能源的主要利用形式之一。由于大型风力发电系统结构的复杂性,加之风能的间歇性、波动性等特点,给风电有功功率的控制带来了很大的困难。同时,大规模风电的并网也给电网的安全稳定运行造成了严重的威胁。为了减小机组载荷,提高风电机组运行的稳定性,延长机组的使用寿命,同时改善风电场输出功率特性,提高电网对风电的接纳能力,本文针对双馈型风电场,采用预测控制方法,分别从风电机组层和风电场层研究风电输出有功功率的控制策略,所完成的主要工作如下:1)研究了双馈风电机组的结构和运行原理,建立了风轮、传动机构、双馈发电机、变桨机构的数学模型。由于风轮模型强烈的非线性特性,对其分段线性化,并整理推导出双馈风机有功功率控制的状态空间模型库。该模型既直接反映了机组输出功率、发电机转速与风速、桨距角、发电机转矩的关系,同时又包含了机组运行状态信息。2)将预测控制理论引入到双馈风电机组的有功功率控制中,提出一种基于机组状态空间模型的双馈风力发电机组有功功率多模型预测控制(MMPC)方法。建立机组的有功功率多模型预测控制器,在不同的风速区间,通过调节控制器的权值,实现机组在全风速段的最大风能追踪。同时,在限风电出力条件下,还可以控制机组按调度指令发电。3)提出一种基于机组实时可调容量的风电场有功控制策略。根据机组实时输出功率和预测功率对机组进行动态分类,在考虑各类机组调节容量、响应速度的基础上设计了风电场有功功率升降控制策略,提高了风电场有功功率的控制精度,同时大大降低了机组启停的频次。