随着风力机尺寸的增加,风电机组在电力能源中所占比例也都不断增加。大多数电气设备要求有固定频率的电源,电力控制要求减少风力发电并网时的不利影响,这些因素都需要使用主动控制的风电机组。目前大型风电机组普遍采用变速变桨距控制机构。该类型的机组可以增加能量的捕获、灵活的改善电能质量,缓解传动系统及塔架上的载荷。灵活的控制系统可以有效改善电能质量,提高转换效率,延长使用年限,这在很大程度上弥补了变速变桨距风电机组结构复杂,初始投资高的劣势。由于风速的随机性、风电机组参数的时变性和系统的非线性,以及系统的复杂性引起的时滞性,造成风电机组输出功率的不稳定。本文首先建立了PID变桨距控制系统和常规的模糊变桨距控制系统。针对PID控制器和常规模糊控制器在风电机组中应用时遇到的问题,本文提出了三维模糊变桨距控制系统和带模糊前馈的单神经元变桨距反馈控制系统。多维模糊控制复杂的规则严重影响系统的实时性,为保证多维控制系统的控制品质,文中三维模糊控制器的控制规则以表达式的形式给出,并结合三元函数的Lagrange插值法,使系统输出的离散量转变成连续精确的控制量,以消除控制器的调节死区和静差,从而提高控制精度。单神经元既具有很好的自学习与自适应性,易于实现,将其用于功率反馈控制,可以有效的提高系统的稳态性能。风电系统模型冗长复杂,桨叶惯性大,会使动态控制过程变长,测风仪一般安装在机舱的尾部,所测风速的精确度不能得到保障,故加入了基于风轮转速的模糊前馈控制器,从而进一步完善输出功率的特性。这样在保证控制品质的同时,提高了系统的实时性。运用SIMULINK仿真的结果表明,三维模糊控制器和带模糊前馈的单神经元变桨距反馈控制系统具有良好的控制效果,其自适应性和鲁棒性均优于PID控制器。