能源紧缺已成为世界性的难题。新能源如风能、太阳能等研究得到了人们广泛的关注。风力发电以其高效、可再生的优点,成为了当今主要的发电方式之一。永磁直驱风力发电以其发电效率高、电网接入性能优等特点成为主流的发电方式。永磁直驱风力发电系统的控制包括电网侧变换器的控制和电机侧永磁发电机的控制。电网侧变换器的控制策略直接关系到发电机与电网之间的有功功率传输以及发电系统的无功调节;电机侧发电机的控制策略直接关系到电机定子输出的有功功率和发电系统的风能利用率。因此,采用合适的永磁直驱风力发电控制策略是提高发电系统性能的关键。本文围绕永磁直驱风力发电控制策略进行研究。首先,以电网侧变换器作为研究对象,针对电网电压可能出现的畸变问题,对并网逆变器的关键技术—锁相环进行了深入研究;引入了双同步坐标系解耦软件锁相环,并对并网电流控制策略进行了深入分析。其次,以电机侧永磁电机作为研究对象,对其功率拓扑、数学模型和双闭环控制机理进行剖析,分析了矢量控制技术;针对风力发电的实际应用,重点研究了永磁同步电机的无速度传感器控制技术;分析了滑模观测器在无速度传感器中的应用,针对滑模观测器应用的缺点,引入了基于扰动观测器的无速度传感器控制技术,从而避免了由于滑模观测器对状态变量电流进行微分而引起的高频干扰,以及因滑模观测器自身存在的固有抖振带来高频谐波而需设计数字滤波器引起的相位延时等问题。最后,利用PSIM和Microsoft Visual C++6.0进行联合仿真,分别对电网畸变条件下的锁相环性能、两种无速度传感器控制算法和发电系统整体控制策略进行仿真验证;基于搭建的实验平台,编写了控制软件,并进行了相关实验研究。仿真和实验研究均表明:提出的永磁直驱风力发电系统控制策略能够实现系统的变速恒频发电运行、电网电压故障下的精确锁相、独立调节系统输出的有功和无功功率、保证永磁电机无速度传感器的稳定运行、输出正弦性较好的并网电流。仿真和实验结果与理论相符,为工程应用奠定了基础。