变流器在电力变换以及电力系统控制中起着重要的作用;近年来,随着风力发电技术的日臻成熟,变速恒频双馈风力发电机组的并网控制对变流器控制系统的性能需求也越来越高。实际应用中双馈发电机组的并网控制效果对于电网和发电机的安全运行具有重要的意义,而传统的并网方式已经不能满足风电机组的并网要求。因此,PWM控制多电平变流器被提出,它实现了可变频、调压、调相、低谐波、高稳定性的并网解决方案。本文首先分析风力发电系统对变流器的要求,从多电平变流器理论和PWM变流器理论出发,提出了对频率和幅值分别闭环PI调节的双馈风电机组的空载并网控制策略,使系统在风速变化时跟踪电网信息变化。然后分析研究了双馈电机的准同期并网控制策略,确立了微调频率调节机端电压相角的准同期并网控制方法。文中建立了一个多电平变流器的PWM控制算法模型。该算法可完成频率、相位、幅值可调的多电平变流器的PWM控制,且能完成变流器故障运行下的保护与告警。通过MATLAB/S1MULINK环境下对算法模型进行仿真与分析,证明此设计方案的有效性。在比较了现有PWM发生解决方案的基础上,本文提出了以EP1C6Q240C8N FPGA芯片为定点算法运算核,TMS320F28335DSP为系统浮点控制核的DSP+FPGA的控制系统设计方案。并详细分析该系统设计各模块硬件电路设计。实验结果表明,此方案系统结构简单、可行,很好完成上述多电平变流器的PWM控制算法。