风力发电对解决全球能源危机和环境污染问题有重要作用。在广泛了解了风电系统的基础上,本文以“1.2MW永磁同步电机变速恒频风力发电系统”为课题背景对并网应用中的PWM变流器及其控制策略进行了理论分析与实验验证,同时探讨了双重结构的高频谐波抑制。论文首先概述了风电发展现状,比较了当前的主流技术:双馈发电机与直驱多极同步电机交流/直流/交流风力发电系统。课题项目即为后者。在简要介绍系统的结构特点与控制要求之后,论文重点研究了网侧PWM变流器,阐述了其工作原理和特点。为了进一步研究控制策略,对控制对象进行了数学建模。本文介绍了一般无中线系统低频、高频和旋转坐标系下的数学模型,并特别对课题背景中采用的直流中点接地系统建立了数学模型。针对双重化主电路,论文分析了电流高频纹波幅值与SPWM谐波,并提出双重化SVPWM对称空间矢量合成的谐波抑制方法。针对主电路数学模型,本文研究了三种电流控制策略。矢量控制利用直流动、静态的分析方法设计了控制参数。瞬时电流控制详细论述了控制原理及过程。而预测电流控制(PCFF),先通过坐标变换与小信号线性化处理得到系统的连续时不变线性方程,再据此对系统作稳态分析并求得传递函数阵。此外论文还介绍了直流电压控制与针对中点接地系统的电压补偿环节,对实际大功率系统做了MatLab仿真以验证控制方法及设计参数。在理论分析与仿真的基础上,本文对上述三种控制策略进行了实验研究,设计了控制系统的硬件电路和DSP程序。实验结果给出了三种控制方法下的稳态波形与电流谐波分析,系统动态响应波形和双重化结构谐波抑制的验证。实验结果与理论分析吻合,表明一定控制下的PWM变流器具有较好的稳态与动态工作性能,适用于大功率风力发电应用场合。