在风力发电系统中,最大的难题源于风能、负载都是随时间呈无规律变化,这种不确定性给功率控制带来困难,导致无法确定风力发电机的最大输出功率,整个系统运行效率不高。可见,功率控制是风力发电领域的主要研究方向,具有重要的社会意义和实用价值。为此,本文设计了新型的变步长扰动MPPT功率控制系统,能够随风能和负载的随机变化对最大输出功率进行跟踪。系统采用STM32F103控制器,通过调控PWM波形的占空比来改变Buck变换器的输出电压,间接改变负载特性,让风力机转速维持在最佳叶尖速比状态,能够最大程度吸收风能并输出该风速下的最大功率。本文首先简述了当前世界各国风力发电的基本状况以及相关技术的发展情况,概括了多种风力发电系统的种类、结构组成以及相关工作原理;其次,提出了风力发电机功率输出与风力机转速变化的关系曲线模型,改进了以往变步长扰动MPPT功率控制策略算法并给出了新算法的实现方式,再与其它功率控制策略进行对比,从而突出新算法的优点;然后,进行了软、硬件电路的设计与调试,硬件部分讲述了发电机、整流器、蓄电池和控制器等的选用类型以及参数的确定,并给出了具体元器件的型号,软件部分给出了主程序与各个子程序的流程图以及各种保护算法;最后,建立了基于MATLAB仿真软件的风力发电系统功率控制仿真模型,并针对仿真模型进行了两次实验。仿真实验结果表明,本设计可以提高风电系统运行的高效性与可靠性,具有重要的实际应用意义。