目前,随着社会科技迅猛发展,人们对能源的依靠显得尤其重要。风能是一种清洁能源和可再生能源,因此能源行业等领域受到了广泛地应用,并且具有重要的实际应用价值。双馈异步发电机是风力发电系统的重要核心控制部分。双馈异步风力发电系统具有成本低,稳定性高和控制简单等特点,因此对双馈风力发电机进行控制具有重要的研究意义。本文针对双馈异步风力发电系统中双馈异步发电机和机侧交流器的控制策略进型研究分析,并且对其机侧交流器某桥臂发生故障、有限控制集模型预测控制和无速度传感器控制进行深入的研究。本文首先阐述本课题研究的重要意义和实用价值以及分析双馈异步风力发电系统在国、内外的研究发展趋势;目前机侧交流器的控制方案进行详细的阐述和分析,并对有限控制集模型预测控制在国内外的研究现状以及电力电子技术的应用进行详细的分析;同时阐述了无速度传感器控制技术的现状和实用场合。其次,阐述了双馈异步风力发电系统基本结构组成部分;给出了不同坐标相互关系和转化以及它们相对应的实例,并构造出了双馈异步风力发电机(DIFG)系统在两相静止αβ坐标系和两相旋转dq坐标系下的数学模型和状态方程;并且给出了NPC型三电平逆变器的拓扑结构和输出电压;同时介绍了有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)在双馈异步风力发电系统的基本原理。再次,针对风力机的电气特性和最大功率跟踪控制,建造了一种三叶片可以独立变桨,机舱可以偏航的风力机实验器。编制了测控系统软件,可以对变桨、偏航机构进行控制,测取实验器增减速过程,绘制实验器角加速曲线、偏载特性曲线。利用设计的实验器和测控软件在风洞中进行了减速曲线测取和偏载特性测量实验,并对实验结果与理论进行分析;同时分析最大功率追踪控制的基本原理。然后,分析NPC型三电平逆变器直流侧中点电压不平衡的原因,并建立了其容错控制的拓扑结构及输出电压模型;构造出了双馈异步风力发电机系统(DIFG)有限控制集模型预测直接转矩控制(MPTC)的数学模型,并且该系统存在的延迟进行相应的补偿。最后,根据分数阶滑模控制的优点,设计出了基于分数阶滑模控制的DIFG系统转速、定子电流和转子磁链的观测器;分析FCS-MPC策略的缺点,并构建了基于滑模控制的FCS-MPTC策略;同时设计出基于滑模控制的转速调节器。