目前,由于化石能源的减少,新能源的采用逐渐受到世界各国的重视,其中风力发电是最有发展潜力的清洁能源之一。现代风力发电机一般分为双馈式和直驱式两种,而直驱式永磁风力发电机(DDPMSG)因构造轻便,工作稳定等优良特性具有良好的应用前景,也就成为了全世界专家学者的研究热点。矩阵变换器(MC)是一种高效能的功率转换器,相比传统的功率转换器而言其包含众多优点：良好输入和输出特性,功率因数可以调控,没有储能结构,能量传输可控,体积小。本文首先介绍风力发电系统(WECS)和矩阵变换器的研究现状及发展形势,并阐述其运行特性和电路拓扑结构。根据矩阵变换器的电路工作原理构建相应的理论模型,并对其采用间接空间矢量控制策略。通过理解永磁同步发电机(PMSG)的机械特性和物理结构,并分析其运行原理,在此基础上设计出直驱式永磁同步风力发电机的控制系统理论原理。并通过Matlab仿真软件建立矩阵变换器—直驱式永磁同步风力发动机系统仿真模型,得到不同条件下的仿真波形,并对波形进行FFT变换得到每种情况的谐波畸变率。证明采用矩阵变换器可以实现对永磁同步发电机有功功率和无功功率的解耦控制,并提高了整个风力发电系统的工作效率,同时验证其能够在并网的条件下安全工作。也表明矩阵变换器能够解决风电并网时可能造成电能质量下降这一理论的正确性和可行性。同时由于矩阵变换器在运行时没有直流储能环节,因而很难去保护其安全工作。本文验证了一种新型矩阵变换器控制系统在发生故障的情况下容错工作方式,当出现故障时,通过对变换器开关的调控或者重组系统电路结构来保证系统能够继续可靠运行或者停止工作。并针对负载过电流、电力开关断路和短路三种情况进行分析,并采取相应的保护策略。