当今，全球化石能源日渐枯竭、能源危机、日益严重的雾霾等问题迫在眉睫，所以对清洁能源风能的开发利用具有非常重要的战略意义。本文通过分析Quasi-Z源网络在逆变器中具有放大输出电压的性能，运用科学类比的思维模式将Quasi-Z源网络应用于传统的矩阵变换器，以期望突破传统矩阵变换器中电压传输比仅为0.866的这一瓶颈。为此，本文提出了一种新型的Z源拓扑结构，即Quasi-Z源矩阵变换器。采用该Quasi-Z源拓扑结构的矩阵变换器的优势在于：能够有效提高电压传输比；输出侧电压电流波形不受输入侧的影响；有效减小启动时变换器开关器件的冲击电流，降低损耗。本文研究的主要内容分为三个层面。首先，从系统的角度分析了变速恒频双馈风力发电机的整体结构特点；阐述了双馈电机运行原理，接着推导出双馈电机的稳态数学模型；从实际应用的角度，将参考坐标系中的坐标变换理论应用到了双馈电机的动态电路中，即推导出了双馈电机在d-q坐标系下的数学模型，在此基础上本文针对常规矢量控制中存在电流耦合情况，结合参考文献，设计出了一种新型、简易的电流前馈解耦控制方案。然后，为验证Quasi-Z源矩阵变换器性能，采用MATLAB/SIMULINK软件来搭建软件仿真平台，通过搭建基于Quasi-Z源矩阵变换器的异步感应电动机的模型来进行仿真。仿真结果表明：该Quasi-Z源矩阵变换器具有电压增益大于1、输入输出波形良好、谐波畸变率低等特点。最后，本文采用PSCAD模型嵌入MATLAB的程序语言的联合仿真方式对基于Quasi-Z源矩阵变换器的双馈风力发电系统进行验证。从稳态性能的角度给出了1.5MW、690V双馈异风力发电系统的电流、电压、功率、转矩等参数的手工计算过程，详细的分析了稳态情况下系统的各项参数的大小。最后比较分析了在不同的风速工况下，双馈风力发电系统有功无功功率的输出波形，仿真结果表明了Quasi-Z源矩阵变换器应用于双馈风力发电系统的合理性。