在能源消耗日益增长、环境污染日渐严重的今天,在当今对可再生能源的开发利用中,风能由于其突出的优点而成为世界各国普遍重视的能源,风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。而其中复合励磁风力发电技术因其高效性和实用性将成为一种很有竞争力的风力发电技术。本文在传统风力发电的基础上,致力于研究大容量直趋型风力发电技术,以兆瓦级复合励磁风力发电系统为主要研究对象,对其发电机和变流器控制技术进行了比较深入的研究。本文首先介绍了目前国内外风力发电产业发展现状和风力发电技术发展现状,并对风力发电的发展趋势作了分析。接着介绍了复合励磁风力发电系统的整体结构及各部分的功能,通过对比得出了复合励磁同步发电机应用于风力发电系统的优越性,分析了复合励磁风力发电系统变速恒频运行原理,基于复合励磁风力发电系统对变频器的要求,设计了符合要求的变流器拓扑结构。探讨了基于功率控制的复合励磁控制策略,并阐述了机组主控制器的主要功能。然后重点研究了复合励磁同步发电机的运行特性,介绍了多相复合励磁同步发电机的基本结构和运行原理,推导了多相复合励磁发电机的一般数学模型,应用坐标变换得到了二相旋转坐标系下的数学模型,设计了基于优化PID控制算法的励磁控制方式,并应用MATLAB工具对复合励磁同步发电机进行了仿真分析。最后对复合励磁风力发电系统变流器进行了详尽的分析,重点探讨了逆变器的间接电流和直接电流控制原理和优缺点,列出了二重逆变器的控制原理图,并分别对发电机和二重不可整流器的整体以及二重PWM逆变器进行了仿真研究。