（一）风机变速变桨恒频控制方式理论基础随着风电技术的不断发展，变速变桨恒频的控制方式迅速取代了恒速定桨失速控制方式，大大的提高了对风能的利用率，具有良好的功率曲线。
其理论依据为 （1—1）其中： 为风能利用系数 为风轮的转矩系数 为叶尖速比 风轮的扭矩 风轮的角速度 空气密度 实际风速 叶轮扫风面积 叶轮半径 表示风机对风能的利用效率，反应转矩大小的系数 表示叶轮在不同风速中的状态。
有公式（1—1）可知， 为叶尖速比、叶轮扫风面积的函数。
而桨距角（叶片弦长与旋转平面的夹角）的改变将影响扫风面积的大小。
因此为、的函数。
即 经研究它们的关系可用公式（1—2）表示 （1—2）画出其图像如图1.1图1.1 风能利用系数与、的关系图从图1.1我们可以得出下面两个结论（ 1 ）对于某一个固定的桨距角，存在一个唯一的，对应一个最佳的尖速比；（2）不同的桨距角，风能利用系数的不同，且随着桨距角的增大而减小。
从上面的结论中我们可以得到变速变桨恒频控制的理论基础。
当风速小于风机的额定风速的时候，让桨距角等于零，通过调整叶轮的转速、进而调整了叶轮的尖速比而使风机的风能利用系数达到最大，获得最大的发电功率；当风速大于额定风速，为了保护发电机等设备的安全，通过调整叶片的桨距角，降低叶片的扫风面积，使发电机获得稳定的额定功率输出。
（二）风机变速变桨恒频控制方式结构在风机中主控根据风速，发电机功率和转速等，把命令发送到变桨距控制系统，电动变桨距系统通过编码器再将实际值和运行状况反馈到主控，形成闭环系统，该系统对稳定性要求比较高。
具体如图1.2 图1.2 变桨距控制系统拓扑图速度控制器的作用是在风力机组的起动阶段和风速低于额定风速的欠功率阶段控制发电机转速，并在欠功率阶段控制转速使叶尖速比保持最佳。
而变桨距控制主要发生在风速超过额定后，此时风电机组进入额定功率运行状态，将转速控制切换到功率控制，变桨距系统开始根据功率给定进行变桨调节。
控制信号是给定的，即额定功率。
功率反馈信号与给定值进行比较，当功率超过额定功率时，桨叶节距角就增大，反之则减小。
（三）变桨系统的基本功能变桨系统必须有3个基本的功能：（1） 调整桨距角获得适当的发电功率；（2） 通过调整叶片角把叶片的转动速度控制在一定的速度上；（3） 当风机出现故障时，有后备电源使叶片顺桨到安全位置。