本文以国家自然科学基金重点项目“笼障转子耦合双定子模块化无刷双馈风力发电系统关键基础问题研究”（项目编号:51537007）为背景,提出一种以无刷双馈发电机为基础改良后的双定子无刷双馈发电机（DSBDFG）作为控制对象,直接控制系统有功及无功功率。论文的主要研究内容有以下几点:（1）新型双定子无刷双馈发电机（DSBDFG）的磁场调制机理分析。该电机是在复合转子基础上,在其内部通过隔磁环增加一套定转子子系统,再与转子外部的定子绕组通过串联（或并联）构成双定子电机,组成内外两套可以独立工作的电机单元,从而有效提高电机的空间利用率和效能指标。由于该DSBDFG具有两组极数不同的两套定子绕组,必须通过特殊转子结构完成机电能量转换。（2）DSBDFG数学模型的推导及仿真分析。针对DSBDFG的电压、磁链、电流方程进行数学模型推导,得到电机功率及电磁转矩公式,为进一步研究直接功率控制（DPC）提供必要准备。通过对DSBDFG在空载情况下进行的数学模型仿真分析,验证了功率绕组电压不受电机的运行方式变化而变化,具有较好的VSCF恒压发电特性。（3）基于滑模变结构的传统查找表直接功率控制的改进。对查找表方式的直接功率控制方法进行优化,将传统直接功率控制中的滞环控制改为滑模变结构和SVPWM相结合的模式,以有效降低系统功率偏差、减少开关损耗及谐波含量,使控制系统具有更好的控制性能。（4）无位置传感器的转子速度辨识及最大功率跟踪。为减少机械故障、提高系统稳定性,提出了一种基于模型参考自适应（MRAS）的速度辨识及最大功率跟踪控制,即以控制绕组在d-q旋转坐标系下电流分量期望值与实际值作差,通过自适应率来矫正误差变量,使两个变量的差值接近0。再根据最大功率跟踪控制所需的功率绕组有功和无功功率期望值与观测值进行的实时对比,来对其实时校正,提高精度,使其具有更高的鲁棒性与可控性。通过在MATLAB/Simulink中对DSBDFG的传统查找表直接功率控制、改进型滑模变结构直接功率控制以及基于MRAS的最大功率跟踪控制等分别进行仿真对比分析,结果证实了所采用的滑模变结构控制及MRAS速度辨识直接功率控制的正确性和有效性,可以为后续深入研究直接功率控制策略提供较好的参考和借鉴。