随着化石能源储量的不断减少,世界各国都将目光投向了新能源,将其视为未来社会经济发展的支柱能源之一。目前,新能源利用最成功的例子即新能源发电,主要包括风力发电、太阳能发电和潮汐发电。其中风力发电技术发展势头最为强劲,而直驱式永磁同步发电系统作为其重要的成员之一,更是受到了广泛的关注。在直驱式永磁同步发电系统中,风力发电机侧系统主要由永磁同步发电机组及机侧变流器组成。永磁同步发电机组的作用是将风能转化为电能,而发电机侧变流器的作用则是控制发电机转速,实现对有功功率的控制。论文主要对永磁同步发电机组及机侧变流器的控制策略进行研究。本文首先研究三电平变流器的拓扑结构和工作原理,并分别在三相静止坐标系和两相静止坐标下建立了三电平变流器的数学模型,为后面的研究打下了基础。其次,对两种三电平变流器调制策略进行对比说明。详细地阐述了SVPWM调制策略的实现过程,包括参考矢量所在区域的判断、基本矢量的选取、基本矢量作用时间的计算与分配等内容,在此基础上,对传统的区域判别方法进行了改进。第三,对直驱式永磁同步发电机组数学模型和控制方法进行了研究。在两相旋转坐标系下建立风力机、传动系统及永磁同步发电机的数学模型并进行详细地分析,阐明了最大功率点追踪控制和矢量控制的原理,着重介绍了基于最佳叶尖速度比的最大功率点跟踪控制和零d轴电流矢量控制实现的方法,并据此搭建了双闭环控制系统。第四,对永磁同步发电机无速度传感器进行研究。由于传统的传感器存在安装难度大、价格高昂、体积大等缺点,本文基于模型参考自适应控制的特点,设计了适用于永磁同步发电机的无速度传感器模型,利用该模型对永磁同步发电机实际转速和转子位置进行估计,代替其真实值参与到各部分的控制中。最后,采用MATLAB/SIMULINK软件搭建了改进的三电平SVPWM仿真模型、风力发电机组双闭环控制模型、无速度传感器模型及系统总仿真模型,并进行大量的仿真,仿真结果验证了改进的三电平SVPWM调制策略、基于最佳叶尖速度比及零d轴电流双闭环控制策略和基于MRAC的无速度传感器的可行性和正确性。