风能作为一种可再生的清洁能源日益受到世界各国的广泛重视，风力发电快速发展已有将近20年的历史，其中基于变速恒频技术的双馈感应风力发电机已经是风力发电中的一大重点课题。本文主要对变速恒频双馈风力发电机组的基础理论及其运行和控制进行了研究和分析，具体包括以下几个方面的内容： 1）作为研究工作的基础，首先介绍了双馈风力发电系统的基础理论，明确了系统各组成部分的功能和控制系统的最终任务。 2）针对变速恒频双馈风力发电机组中转子侧变换器和电网侧变换器控制目标的要求，应用矢量控制原理实现了发电机交流励磁控制系统以及网侧变换器矢量控制系统。转子侧变换器采用定子磁链定向矢量控制技术，在分析双馈电机数学模型的基础上，推导出了用转子有功电流和无功电流独立解耦控制有功功率和无功功率的策略，并把滞环电流控制技术引入到转子侧电压源控制器的调制中，简化了控制过程，提高了系统动态响应性能。网侧变换器采用电网电压定向矢量控制技术，根据PWM变换器的数学模型，构建了电流内环、电压外环的双闭环PI控制系统。 3）应用设计完成的控制系统，以PSCAD/EMTDC为仿真平台，在其已有模型的基础上建立了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型，将该模型通过双回输电线路接入无穷大电网，对整个系统在风速扰动和系统侧扰动两种情况下的运行特性进行了仿真分析。仿真结果说明了在不同风况下，本文设计的变速恒频双馈风力发电控制系统均能够很好地完成最大风能追踪、功率解耦控制、励磁电源稳定的任务，即使在最不利的随机风扰动下，系统也能保持稳定，满足了风力发电系统的控制要求，验证了控制系统的正确性和有效性。另外在系统侧发生小值瞬态故障电网电压瞬间跌落的情况下，一旦故障清除，在控制系统的作用下，双馈电机能重新建立起机端电压，经过短暂的过渡过程风电系统能很快恢复到正常稳定运行状态。