目前,我国电力系统建设正处于快速发展阶段,存在用电高峰时供电紧张、有功无功储备不足,用电低谷时输配电容量利用率不高和输电效率低等问题,发展具有调峰填谷,调频调相、事故备用等多种功能的抽水蓄能系统,是我国新型电力系统的一个重要组成部分。本文针对传统抽水蓄能系统所采用的同步水轮机组效率低、转速适应能力弱的情况,研究一种基于双馈方式的抽水蓄能系统,通过分析双馈感应电机(DFIG)基本理论的基础上,探讨双馈型抽水蓄能机组的矢量控制策略,并对机组的零速启动及同步并网过渡过程进行了仿真和实验研究。首先,分析国内外双馈式抽水蓄能发电产业的发展现状和趋势,介绍抽水蓄能机组启动方式和双馈感应电机主要控制技术。其次,分析双馈型抽水蓄能系统结构模型,介绍双馈感应电机的基本运行机理和坐标变换原理,推导双馈感应电机在三相静止坐标系、两相静止坐标系及同步旋转坐标系下的数学模型。在此基础上推导了电网侧变换器数学模型,并探讨电网侧变换器矢量控制策略,结合经典PI控制技术、空间矢量控制技术和三相数字锁相环控制技术,建立基于电网电压定向的网侧变换器控制框图,利用Matlab/S imulink建立网侧变换器仿真模型进行分析和研究。通过对电网侧变换器的分析和双馈感应电机转子侧变换器的控制策略研究,提出基于转子侧零速自启动矢量控制方法,推导了空载并网及发电运行的控制策略,并对电机启动过渡到空载并网和功率解耦进行仿真研究。仿真结果表明,所采用的控制策略能够实现机组自启动至并网发电过程,控制简单,运行可靠。最后,以2.2 KW的双馈感应发电机为样机,搭建双馈式抽水蓄能系统实验平台,详细介绍各个硬件模块的功能设计及软件流程的设计,完成双馈型抽水蓄能机组启动至并网过渡过程的实验研究。