随着化石类能源的消耗,非可再生能源的紧缺,发展新的可再生能源变得越来越重要,风能是众多绿色能源中非常重要的一种。在风能转换系统中,变流器的作用异常重要,为了提高对风力资源的利用效率,降低运营成本,增大单机机组容量、提升并网电压等级成为风电发展的一个必然趋势。三电平的拓扑结构有利于提高并网电压,优化并网电流和电压波形,更易实现低电压穿越,是MW级风力发电系统的主要拓扑结构。本课题主要研究了MW级直驱式三电平背靠背风力发电控制系统,主要研究内容如下：编写了3MW直驱式三电平背靠背风电变流器的硬件方案计算书,计算书中给出了变流器总体拓扑结构,并针对设计的机侧和网侧变流器,分别描述了各部分的设计方案和计算过程,其中包括了电机侧滤波器的设计、电网侧滤波器的设计、中间直流环节参数的设计、制动单元的设计、吸收回路的设计、IGBT模块与NPC二极管选型和中间环节放电电阻及均压电阻的设计。为确保风电变流器具有比较高的效率,要尽量减小变流器的损耗。因此在所设计的3MW直驱式三电平背靠背风电变流器的基础上,通过对变流器工况的分析,对变流器的开关损耗和导通损耗进行了计算和分析。针对风电变流器的低电压穿越要求,采用了网侧变流器控制与卸荷电路相结合的方式来实现无功运行模式,中间直流卸荷电路在故障时消耗掉直流侧多余的能量,同时变流器还要按照主控要求和电网电压跌落的深度给电网提供无功电流。并且基于Matlab/Simulink构建了直驱风电系统网侧变流器仿真模型,验证了在电网电压跌落时,该控制策略对提高风力发电变流器低电压穿越能力的有效性。本文提出了一种新的三电平死区补偿的分析方法,既考虑了死区时间和开关延时,又考虑了管压降的影响,并给出了两种基于FPGA的三电平技术的实现方式：一种是基于FPGA的SOPC系统的三电平技术实现；另一种是基于DSP完成控制算法而FPGA负责发波等功能的实现方式。最后通过三电平实验平台对所研究内容进行了实验,证明了研究的有效性和正确性。