近年来,在人们不断认识并解决能源和环境矛盾的过程中,面向电力行业的新能源开发和利用成了热门议题。风电成为继火电、水电、核电之后最具发展潜力的发电能源。风能的本质特征是其空间尺度的分散性与时间尺度的随机波动性,随着以其为代表的新能源电力的发展,电力系统的结构形态、运行特性与控制方式将产生深刻变革。新能源电力的接入,使得未来电网结构愈加复杂,可靠性与安全性也更难保障。因此,对风力发电系统的有效控制就显得格外重要。变速恒频双馈感应发电机(DFIG)以其变换器容量小、安全可靠等优点长时间来占据变速恒频风力发电的主流市场,也是今后一段时间内风力发电领域的中坚力量。本文围绕着变速恒频双馈感应发电机系统的控制策略,集中对直接功率控制策略(DPC)进行了从理论分析到仿真验证等较为深入的研究。传统的基于磁场/电压定向的矢量控制(VC)长期以来成为DFIG的主流控制策略。近来,直接功率控制策略(DPC)以其良好的动态性能、简洁的控制结构,以及在电网电压跌落、电网发生短路故障等条件下均能保证较好的有功无功功率恒定等优越性,而得到越来越多的关注和应用。不同于VC,DPC通过控制转子电压来调节转子磁链的大小和位置,直接对定子输出的瞬时有功、无功进行调控,其本质是一种标量控制。本文围绕着变速恒频双馈感应发电机系统的控制策略,进行了从理论到仿真的详细分析,主要研究内容如下：首先,建立双馈感应风力发电系统在不同坐标系下(包括三相静止、两相静止两相旋转)的数学模型,研究双馈感应风力发电机的发电及运行原理。分析经典矢量控制技术的数学原理,重点研究该技术中包括矢量定向和功率解耦等关键问题。对该控制策略分别应用于转子侧换流器(RSC)和网侧换流器(GSC)进行数学推导,并给出相应的控制原理框图。分析直接功率控制技术,对该控制策略分别应用于RSC和GSC时进行数学分析并建立控制框图。同时研究空间矢量脉冲调制(SVPWM)技术,以实现固定开关频率的DPC策略。结合对基于DPC控制的RSC的分析,重点研究直接功率控制的原理、实现方法,特点和优势。结合对基于DPC控制的RSC的分析,重点研究高频整流器瞬时有功功率和瞬时无功功率的估算。然后确定本文的双馈风机控制策略方案,并从原理上对两种控制策略进行性能预估和比较。进而,基于MATLAB/Simulink分别搭建在转子侧基于矢量控制和直接功率控制策略的双馈风力发电系统离散仿真模型,并在对仿真分析的基础上,讨论这两种控制策略的控制性能,对两者在稳态运行、系统电压暂降和功率给定突变时的动态运行以及外部系统不同位置发生三相接地对称短路故障时的暂态特性进行了对比分析,对两种控制策略各自的特点进行了综合比较,并针对双馈风机转子侧换流器应用的直接功率控制提出改进思路,使得改进后的DPC策略具备在风机发生故障时或系统电压暂降时具备更好的运行特性。给出了关于双馈风机控制系统的详细论述,为双馈风机短路电流特性分析及相关保护研究建立基础。