能源是一个国家经济发展的重要物质基础。如今石化能源因过度开采已有枯竭之势,石化能源利用造成的环境污染也非常严重。为了缓解能源危机及环境污染,开发以太阳能、风能为代表的新能源是完成节能减排任务和实现经济可持续发展的必然选择。在众多的新能源中以风能开发最具商业化前景,在目前的电力电子领域成为最热门的研究课题之一。本文在分析了风力发电产业的发展趋势及双馈感应风力发电机控制现状的基础上,围绕着变速恒频双馈风力发电机系统励磁变换器的控制策略进行研究。首先介绍了双馈感应风力发电机的运行机理,给出了双馈感应电机的数学模型及其坐标变换的方法,为后续算法推导提供了理论基础。其次,对DFIG的网侧变换器直接功率控制进行了研究,在给出的网侧变换器数学模型的基础上推导了直接功率控制策略,建立了直接功率控制的系统框图。给出网侧变换器有功和无功功率的估算表达式及其基于恒定开关频率直接功率控制的实现方法。利用Matlab/Simulink建立仿真模型进行深入研究。在网侧变换器研究的基础上,对DFIG的转子侧变换器的控制方式进行了研究。通过建立DFIG并网后的数学模型,设计矢量控制和恒定开关频率的直接功率控制算法控制器。提出基于非线性观测器的直接功率控制,在直接功率控制基础上引入跟踪微分器(TD)和状态观测器。仿真结果表明,该控制策略能有效地解决快速性与超调量之间的矛盾,实现快速无超调控制,具有更好的动态性能。最后,以2.2KW的双馈感应发电机为样机,构建实验平台。详细介绍硬件平台各个模块的设计思路及原理图,软件设计的思路,完成了对双馈感应风力发电机并网控制实验研究。