随着科技的发展,人们生活水平的持续提高,电已经成为人类生产生活中至关重要的一部分,大到城市交通乃至国防,小到日常生活中的电灯、电磁炉、电冰箱等,电已经渗透到生活中的方方面面。然而,随着用电需求量的增加,煤、石油、天然气等不可再生能源的大量使用,导致能源短缺和环境污染的问题逐渐凸显,清洁能源和可再生能源的开发利用成为大势所趋。风力发电是清洁能源和可再生能源开发利用中最具备开发条件,运行最灵活、开发技术最成熟、对环境破坏最低、开发成本降低最快、发展前景最被看好的发电方式之一。与此同时,风能资源蕴藏丰富,可以说是取之不尽、用之不竭。对此,世界各国普遍重视对风电产业的投资,各国纷纷成立风电研发部门,不断创新风电技术。随着大型并网风力发电机组开发技术的成熟,风力发电机组的装机容量也在不断增大,怎样使风电机组最大程度地利用风能,提高风力发电机组的运行效率已经成为了研究的重要方向。由于恒速恒频风力发电系统风机的转速恒定,风能的利用率不高,从1990年开始到至今,风力发电逐步经历了由恒速恒频到变速恒频的过渡。变速恒频风力发电机能在不同风速条件下实现风机的最大功率运行,风能的利用率得到提高。本文首先分析了双馈发电机的等值电路,得出双馈电机的数学模型,推导出了双馈电机在同步、超同步和次同步运行工况时的功率传输,研究d-q坐标系下网侧和转子侧变换器的控制策略。最后,利用PSCAD/EMDTC/EMTDC仿真平台,构建变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型,对变速恒频双馈风力发电系统控制策略的性能进行仿真试验。仿真实验的结果表明,转子侧变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,能够实现定子输出的有功功率和无功功率的解耦控制以及风能的最大跟踪,且动态响应较快。网侧变换器采用的电网电压定向矢量控制技术,有效地控制了直流母线电压的恒定。网侧和转子侧变换器的控制策略均满足了双馈风力发电系统对控制方法的要求。