风能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。在众多可再生能源与新能源技术开发中,风力发电具有很好的规模化开发条件和商业化发展前景与潜力。文章首先简要概述了变速恒频双馈风力发电系统的组成与运行原理,建立了双馈风力发电机在不同坐标系下的数学模型,分析了双馈风力发电机中的功率流向以及功率边界问题。然后采用有限元分析法对风力机的功率特性进行建模,通过仿真分析验证了模拟方法的正确性。介绍了变速恒频双馈风力发电机的运行区域,着重讨论了主控制器在最大风能追踪阶段的控制策略。风力发电系统的运行环境恶劣,对主控制器在体积、重量、可靠性方面有很高的要求。考虑到风力发电系统主控制器必须在毫秒级的时间内完成偏航、变桨、制动、温度调节等多项任务,文章选用了TI公司的TMS320DM642作为核心处理器,设计了嵌入式风力发电主控制器。给出了主控制器最小系统设计以及信号检测电路设计。分析了DSP/BIOS的多任务管理,结合风力发电控制系统中执行机构的控制方法设计了主控软件,介绍了几个重点软件模块的功能。最后对变速恒频风力发电系统进行了仿真分析与实验研究。通过仿真得到了双馈发电机中的理论无功功率边界以及有功功率流向。利用风力机模拟系统进行了主控制器最大风能追踪策略的实验研究,并给出了组联调的结果。