近年来风力发电单机容量不断增加,变速恒频双馈风力发电系统对电力系统可以起到无功补偿的作用,也能够实现有功功率、无功功率的前馈解耦控制,而且还能够最大限度地捕获风能,最大限度地提高发电效率。快速发展的风力发电对变流器提出新的技术要求,本论文对双馈风力发电机组变流器进行系统地理论和实践研究。为了给双馈型发电机的功率控制和励磁变流器的设计提供理论依据,论文首先根据双馈发电机、网侧变流器、转子侧变流器之间的相互联系,建立起变速恒频双馈风力发电系统的统一数学模型,并在此模型基础上研究双馈发电机的功率特性,确定了双馈风力发电系统的有功功率、无功功率的运行边界,为变流器整体设计以及在大规模风电接入电网情况下更好地实现风电场输出功率控制提供依据。网侧变流器是双馈发电机控制的关键,它决定了风力发电机输出电能的质量。论文对网侧变流器的控制方法进行了探讨,并通过实验对SVPWM波形进行了验证和分析,进行了SVPWM变流器的调速实验和发电实验,在SVPWM脉宽调制的基础上还进行了三电平变流器仿真试验、电流滞环跟踪控制变流器仿真试验,验证了其可行性与优越性。对上述PWM调制模式内在的物理意义和相互之间的联系深入地分析和总结,在SVPWM调制方式的DSP编程实现部分,对扇区基本空间矢量作用时间计算、三相SVPWM调制模式的合成矢量扇区号计算等进行了算法上的优化,设计了基本的DSP芯片外围接口电路。为了深入了解变流器同步PI解耦控制结构的工作特性,在第四章中,利用仿真和试验样机对变流器正常情况下的工作特性进行了研究。为减少变流器功率器件开关损耗,提高开关频率和电源的功率密度,本章还分析了零电压开关PWM调制模式,由于主电路以零电压开关动作,调制模式发生了很大变化。在电网中,新能源发电形式如何与未来的智能电网融合有许多值得研究的地方,风电机组与风电场有自身的特点,本文第五章就变流器在电力系统下的工作特性进行了分析,并根据前期为风电场生产、安装、调试双馈风力发电机的过程中所积累经验及相关理论知识在实验室条件下设计了一套双馈风力发电机仿真平台,并在其上实现主流的控制方法,变速恒频双馈风力发电机的动、静态特性都能真实地反映出来。