风力发电变流系统是将风力发电机输出的电压、频率变化的电能转换为恒压、恒频的交流电能的装置,是风力发电系统中的一个重要的组成部分。它能实现对发电机输出的电压、电流、有功功率和无功功率等参数的快速动态调节,提高系统的功率因数,减少对电网的谐波污染,是当前风力发电技术的研究热点之一。论文在对直驱型风力发电机组的结构、工作原理、关键技术分析的基础上,对2兆瓦直驱型风力发电机组的变流器及其控制系统进行了研究开发。论文首先分析了风力发电变流技术研究的背景和意义,介绍了恒速恒频和变速恒频风力发电系统的发展现状,阐述了定桨距型和变桨距风力发电系统的功率调节原理,综述了风力发电技术的发展趋势。然后,详细介绍了直驱型风力发电系统的组成结构及其各部分的工作原理,在比较了当前适合直驱型风力发电机组的各种变流电路的基础上,提出了一种在考虑现有开关器件功率水平的情况下符合大功率直驱并网型风力发电机组要求的变流电路拓扑结构,即采用“双PWM多级并联”的电路结构。在对其各部分电路工作原理进行了详细分析的基础上,提出了“直接功率控制”方法对机侧和网侧变流器分别进行控制,根据直接功率控制原理建立了PWM整流器和PWM逆变器的数学模型,并通过Matlab/Simulink仿真验证了控制方法的正确性。最后,在仿真基础上对2兆瓦直驱型风力发电变流系统进行了硬件和软件设计,论文详细介绍了变流系统主电路的设计,包括IGBT选型,电容、电感参数的计算,介绍了基于TMS320F2812的硬件开发平台,包括CPU单元,电压电流采样及信号调理单元,通信单元和IGBT驱动电路的原理及其应用电路等,给出了机侧和网侧程序的流程图,并介绍了基于TMS320F2812的SVPWM的数字实现方法。