本发明公开了一种双风轮风电机组运行控制方法，包括：获取双风轮风电机组前、后风轮在当前风速下的转速及桨距角；以双风轮风电机组整体输出功率最大为目标，确定当前风速下双风轮风电机组前、后风轮的目标转速及桨距角；分别建立前、后风轮传动链的基于状态空间的线性化模型；基于所述线性化模型，引入状态观测器、干扰调节控制器及二次型调节器，设计前、后风轮的转矩控制器及变桨控制器，实现对前、后风轮的控制。该方法能够以整机最大功率输出为目标，通过实现一种基于线性二次型调节和干扰调节技术的控制策略，以解决双风轮风电机组在运行时前、后风轮的相互影响问题，提高系统鲁棒性，提高双风轮的整体风能吸收率，充分发挥双风轮风电机组的高效风能转化能力。