随着风电机组向大型化、轻量化发展，其零部件的柔性不断增加，系统的固有频率逐渐降低;同时，由于非稳定激励因素，如风切变、塔影效应、湍流、重力等作用，使得机组所受动载荷非常复杂。风电机组长时间承受动载荷，这增加了机组零部件的动应力，加速了疲劳损伤，降低了零部件的使用寿命。为了提高机组的可靠性和稳定性，对于大型风电机组载荷优化控制的研究越来越受到重视。本论文以2MW变速恒频(VariableSpeed Constant Frequency, VSCF)风电机组为对象，对载荷优化控制策略进行了深入的研究。目的是通过变桨距控制和转矩控制降低机组运行过程中所承受的动载荷。主要工作包括以下四个方面。　　1.对VSCF风电机组进行了建模分析，模型包括风速、气动模型、塔架、传动链、电气部分和控制器。介绍了VSCF风电机组的常规控制策略，包括统一变桨距控制(Collective Pitch Control，CPC)和转矩控制。通过Bladed软件建立了2MW风电机组模型，并对主要结构部件进行了载荷计算。三叶片风电机组在旋转过程中，由于叶根弯矩的非对称性导致风轮在轮毂处产生不平衡载荷;由于机械阻尼不足，容易在主轴上出现剧烈的扭矩振荡。　　2.研究了独立变桨距控制(Individual Pitch Control，IPC)策略。根据风轮的局部线性化模型，分别设计了一倍频独立变桨(IPC-1p)和两倍频独立变桨(IPC-2p)控制器，用于降低风轮不平衡载荷的稳态分量和3p谐波。为了补偿风轮的非线性特性，提出了一种基于增益调度的PI参数在线调整策略。为了实现CPC与IPC的平滑切换，避免引起发电量的损失，提出了一种协调变桨控制方法。为了降低停机引起的载荷冲击，研究了IPC下的停机策略。最后通过Bladed仿真验证了上述控制策略的有效性。　　3.研究了传动链主动阻尼控制(Active Damping Control，ADC)策略。分析了风电机组传动链扭振产生的原因。研究了基于带通滤波器(Band Pass Filter, BPF)的传动链阻尼控制策略，介绍了控制器参数的设计方法，并讨论了模型误差对控制性能的影响。为了提高控制器的鲁棒性，提出了一种新的基于线性二次型高斯(Linear Quadratic Gaussian，LQG)算法的传动链阻尼控制策略。在理论分析的基础上，分别应用BPF和LQG控制方法进行了仿真研究，验证了本文提出的基于LQG算法的传动链阻尼控制策略的优越性。　　4.搭建了基于巴合曼实时控制器的风电机组硬件在环实时仿真平台。开发了用于模拟风电机组和主控系统的软件，与外部实际的传动系统进行实时数据交换，进行联合仿真。通过实验验证了本文提出的传动链阻尼控制策略的有效性。最后将LQG阻尼控制策略用于一台VSCF风电机组的主控系统，现场实验结果表明，该方法可以有效抑制传动链扭振，从而提高了机组的可靠性。