风能作为一种清洁能源,资源总储存量大,取之不尽用之不竭,而且开发利用过程中不会排放对环境有害的物质,已经成为最有开发价值的能源之一。而其中不含增速齿轮箱的直驱型风力发电机组因其电机转速低,成本低,噪音小等优点已成为风力发电的主流机型。本文以三电平永磁直驱风电并网机组为研究对象,对三电平变换器的直接功率控制策略进行研究。首先,介绍了风力机的特性,对风力机和永磁同步发电机进行数学建模;本文采用二极管钳位型三电平变换器结构,采用SVPWM调制算法进行控制;着重分析了传统的SVPWM控制算法和基于60°坐标系的SVPWM控制算法,并进行了仿真;引入了容错技术,以短路故障为例,对三电平逆变器的容错技术进行了理论分析和仿真实验验证。其次,机侧变换器采用预测直接功率控制(Predictive Direct Power Control)策略,对控制策略进行了理论推导和数学建模,该控制策略可以获得固定的开关频率,控制过程不需要PI调节器,参数设计简单,动态效果好;将基于虚拟磁链(Virtual Flux,VF)定向的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)策略应用到并网逆变器中,外环采用电压环,由直流侧电压、网侧电流和开关状态估算得到瞬时有功功率和无功功率,功率环作为内环,可舍弃电网电压传感器,减小系统成本,并能保证系统可靠高效运行。最后,在理论分析的基础上,搭建了直驱风电系统的MATLAB仿真模型和基于TMS320F2812的实验平台,验证了理论分析的正确性。