随着能源消耗的日益增长和环境的不断恶化,世界各国把可再生无污染的新型清洁能源作为可持续发展的重点。风能是一种取之不尽、无污染、具有大规模开发利用前景的能源。而风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。变速恒频运行的风力发电机包括:双馈感应风力发电机和直驱型风力发电机。在新安装的变速恒频风力发电机中,双馈感应发电机占到了很大的比重。一方面由于双馈感应发电机转子和定子之间的电磁关系,变流器只需供给转差功率就可以调节风力发电机的转速,实现对最大风能的捕获,大大减小了变速风力发电系统变流器的额定容量;另一方面,发电系统可以通过改变励磁电流的幅值和相位实现独立调节发电机输出的有功、无功功率,这样可以保证风力发电厂运行于单位功率因数减小电力系统的损耗。本文首先建立了变速恒频双馈感应风力发电机在abc静止坐标系、dq旋转坐标系下的动态数学模型;研究了其功率特性,为后续的内容奠定了基础。其次针对转子侧变流器(RSC)和网侧变流器(GSC)数学模型的非线性、强耦合的特性,研究了其基于状态反馈精确线性化的非线性解耦控制策略,实现了对双馈风力发电机的非线性解耦控制,并用Matlab/simulink进行了仿真。仿真结果表明所提出的控制策略能够实现对双馈风力发电机有功、无功功率的解耦,提高了双馈风力发电机的动态响应能力。最后研究了提高风电接入地区电压稳定性的基于DFIG的风电场无功功率控制策略。首先推导了节点注入无功与节点电压的灵敏度,该灵敏度表达了节点发出的无功与电压波动之间的关系。对风电场接入地区,以风电场发出的无功功率为控制量,以节点电压稳态值为控制目标,实现了对风电场接入地区的节点电压控制。仿真算例表明该方法能够有效抑制风电场接入地区的电压波动。