随着化石资源的日益枯竭和环境污染的日益严重，风能作为一种清洁、可再生能源得到了全世界的高度重视，从上世纪至今得到了快速发展。大功率风力发电系统多用于并网运行，而中小功率风力发电系统则立足于面向未来的智能电网，多趋向于分布式电源或者微网应用。风力发电机作为风电系统的重要设备，多采用直驱式永磁电机。双转子铁氧体风力发电机在继承传统永磁同步风力发电机结构和控制简单、无需励磁、适合直驱低速运行、免维护等优点的同时，采用价格低廉的铁氧体材料取代钕铁硼材料，显著降低了发电机的制造成本，并通过巧妙的双转子结构设计进一步充分利用了电机的内部空间，显著提高了电机的转矩密度和发电效率，在风力发电系统中具有广泛的发展和应用前景。　　本文在国家自然科学基金(61174055,51407085)等项目资助下，针对双转子铁氧体风力发电机的机械结构、工作原理、数学模型、电磁分析、参数优化、发电控制等关键理论和技术问题开展研究。在此基础上，设计了离网型和并网型的双转子铁氧体风力发电系统仿真和实验平台，并开展了相关的数值仿真与实验验证研究，实验结果验证了方法与结论的正确性。本文主要研究工作概略如下：　　(1)提出了新型机械和电磁结构的双转子铁氧体风力发电机。设计新型发电机的双转子结构以充分利用电机的内部空间，从而提高转矩密度和发电效率；采用价格低廉的铁氧体材料取代钕铁硼材料，进一步降低发电机的制造成本；分析了新型发电机的组成结构与运行机理，构建了发电机不同坐标系下的数学模型；提出了一种磁路参数的解析计算新模型，初步设计了发电机的主要参数。　　(2)优化设计了双转子铁氧体风力发电机的机械和电磁参数。建立了发电机的有限元仿真模型，分析了发电机的空载和负载运行特性；分析了发电机的极槽配合，提出一种计算绕组基波系数的新方法；优化设计了定子铁芯内外径裂比、内外铁氧体磁化方向厚度、内外铁氧体极弧系数、内外定子槽开口角等关键电机参数，提升了发电机的电磁性能和输出电压品质。　　(3)设计了离网型双转子铁氧体风力发电系统的拓扑结构和控制策略。设计了离网运行的双转子铁氧体风力发电系统的拓扑结构，分析了典型工况下的运行机理；提出离网运行下的发电机功率外环控制、能量管理控制和蓄电池充放电控制方法，在实现最大风能追踪的同时，实现了发电系统的稳定可靠运行，有效延长蓄电池的使用寿命。　　(4)提出并网型双转子铁氧体风力发电系统基于虚拟同步发电机技术的并网逆变器控制方法。针对并网型双转子铁氧体风力发电系统，提出了虚拟同步发电机技术的并网逆变器控制策略；引入虚拟阻抗抑制电流波动的影响，设计准PR双闭环控制方法提高了系统的暂态响应速度；提出柔性并网的准同期并列控制方法，有效减小并网冲击电流。　　(5)建立了离网型和并网型双转子铁氧体风力发电系统的仿真与实验平台，开展了相关的实验研究。建立了离网型和并网型双转子铁氧体风力发电仿真平台，开展了相关的算法仿真研究；建立了离网型和并网型发电系统实验平台，设计了主要的软件和硬件系统；变速运行、突加突卸负载、柔性并网等实验结果对系统的拓扑和相关的控制策略进行了验证。　　最后，给出了论文的总结与展望。