常规能源紧缺及环境问题日益突出,利用可再生能源作为未来最重要的清洁替代能源,对于缓解能源匮乏具有重要的意义。风能由于其突出的优点而倍受关注,风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。以交流励磁双馈电机作为发电机运行的风力发电系统,利用变速恒频技术提高了风能的利用率,具有独立的有功、无功功率调节能力,并可以改善电力系统稳定性。本文主要针对交流励磁变速恒频双馈风力发电系统的关键技术进行了较为系统的研究。首先,本文在分析双馈感应发电机动态数学模型及其定子磁链定向矢量控制的基础上,构建了双馈发电机有功和无功功率解耦控制的双闭环串级PI控制模型,利用Matlab/Simulink平台进行了仿真研究,结果表明交流励磁双馈风力发电系统可以追踪最大风能,并能实现有功、无功功率解耦控制。其次,对比了交流励磁双馈发电机并网的两种方式—空载并网和负载并网,详细推导了双馈发电机空载并网的控制策略,仿真结果表明,使用该方法并网时对电网冲击较小,能够实现发电机的柔性并网。最后,分析并验证了SVPWM调制的原理;根据双馈发电机转子能量流动的特点,设计了具有能量双向流动能力的双PWM变换器,重点针对风力发电用三相电压型PWM整流器的工作原理和数学模型进行了分析和推导,采用一种固定开关频率与电网电动势前馈相结合的直接电流控制的控制策略,实现了电网侧功率因数控制和直流侧电压控制。仿真验证了PWM整流器低谐波,高功率因数,快速动态响应及能量双向流动的特性,能够满足交流励磁需要。