无刷双馈风力发电机系统的研究是当前风力发电技术研究中一个很有前途的课题。该电机不仅具有双馈发电机的所有优点,如可实现变速恒频发电、变频器容量要求低、有功无功可调等,而且在结构上实现了无刷化,在变速恒频风力发电技术方面具有明显的优势。本文从能源与可持续发展出发,论述了风力发电在未来能源发展中的重要地位,以较为详尽的数据,分析研究了国内外风力发电的发展状况及风力发电机组的生产、研究的最新进展。随着电力电子技术的进步以及制造技术的进步,无刷双馈电机作为一种新型的电机以其结构简单、坚固可靠、异同步通用,可在无刷情况下实现双馈、功率因数可调等的特点越来越受到关注,将其应用于变速恒频风力发电系统中,是当今研究的热点之一。本文正是在这样的背景之下,在深入了解当今无刷双馈及风力发电技术的基础上,对无刷双馈风力发电机控制系统进行了研究。论文详细分析了无刷双馈电机转子速模型和定子双同步模型,稳态等效电路以及在追踪最大风能捕获变速恒频风力发电时采用的定子磁链定向矢量控制策略;针对无刷双馈发电机转子能量双向流动的要求,基于双级矩阵变换器的优良特性,采用其作为整个风电系统的电力变频器;为从理论上深入研究变速恒频控制策略,基于双级矩阵变换器建立了无刷双馈变速恒频风力发电定子磁链定向控制的仿真平台,进行了有、无功功率独立调节以及最大风能捕获的仿真分析;所完成的仿真研究均验证了理论、模型和控制策略的正确性、可行性。