经过多年的发展,风力发电技术在我国乃至世界上有了长足的进步。随着液压技术在风力发电行业中的应用,在大型风电机组中逐渐采用液压变桨。但是在液压变桨过程中产生的塔架前后震动会在一定程度上影响风电机组输出功率的稳定性,使风电机组接收到的来流速度与实际风轮处的风速不符,从而造成实际输出功率的偏差。同时液压变桨系统运作过程中,会产生未知延时,该延时还会给系统造成扰动,使风电机组的塔架前后震动信号相对于变桨信号有一定的延时,使风电机组的瞬态载荷增加,输出功率的稳定性下降。本文以国内某型号3MW风电机组为研究对象,对由液压变桨引起的塔架前后震动及其延时扰动进行了研究。主要研究内容如下:首先,对风电机组的基本原理进行分析,并基于此理论在MATLAB/Simulink仿真平台上搭建了由风速模型、发电机模型、风轮模型、变桨扰动模型组成的风电机组整机模型,为后续研究奠定了理论基础。其次,对风电机组的变桨和塔架前后震动进行了建模研究。推导并计算桨距角的变化值与塔架前后震动位移之间的传递函数,设计了统一变桨与独立变桨联合控制的变桨控制器,并将最终变桨信号输入到传递函数中得出理想无延时状态下的塔架前后震动位移,从而计算塔架前后震动速度。将塔架的前后震动速度与风轮处的风速做矢量叠加处理,作为风轮真实的来流速度,改进风轮模型,并在MATLAB/Simulink中输入整机模型的风电机组参数,对改进前后的风轮模型进行仿真,对比改进前后的输出功率和输出转矩,结果证明了改进后的风轮模型对实现风电机组功率的稳定输出的有效性。最后,根据风电机组中液压变桨的实际运行情况,在原有理想无延时模型中加入延时模块,以此来模拟液压变桨过程中产生的延时,对延时模型进行拓展,将延时转化成为系统的扰动,并设计延时估计补偿器,确定状态初值,对系统的延时进行估计和补偿。仿真结果表明,该延时估计补偿器可以准确的估计系统产生的延时,估计误差收敛且在允许范围内波动,使风电机组的输出功率与理想无延时模型保持一致。改变任意延时模型或风速模型对系统进行仿真,实验证明该延时估计补偿系统均可以较好的估计补偿系统的延时,说明系统具有较好的鲁棒性。