风力发电作为风能利用的最佳方案已经成为学者们的研究热点。其中变速恒频双馈风力发电已成为风力发电控制系统中的最优技术方案。本文主要围绕双馈风力发电控制系统建模及其励磁控制展开研究。　　 首先，研究了变速恒频双馈风力发电系统的工作机理，明析了系统的结构和功能及控制目标。结合现有各种变频器的优缺点及其风电系统对控制器的要求，确定了采用矩阵变频器作为双馈风力发电系统的转子励磁装置的方案。　　 其次，根据变速恒频双馈风力发电系统转子侧和网侧不同控制要求和目标，分别对两侧进行了研究。其中转子侧建立最大风能捕获和双馈电机有功功率、无功功率解耦控制策略；网侧建立稳定直流母线电压控制策略。在研究风力机运行特性和速度调节特性的基础上，推导并给出风力机输出机械功率和转矩的表达式，并分析最大功率跟随的原理。　　 再次，主要研究了作为双馈风力发电机励磁装置的双级矩阵变换器的两种常用调制策略：整流级无零矢量的双空间矢量调制和双空间矢量，并给出了双空间矢量策略的简化算法。建立两种仿真模型，进行了仿真对比研究。结果证明双级矩阵变换器具有良好的输入、输出和变频特性，可以满足系统的励磁要求。　　 最后，在PSCAD环境建立整个系统的仿真模型并对其分析研究。仿真实验结果表明：风速变化时，通过双级矩阵变换器对转子励磁电流的幅值、频率、相位及其相序的相应调节，双馈风力发电系统快速、有效的跟随了最大功率点，达到了变速恒频目的。另外针对电网电压出现低电压穿越的情况，在转子侧增加过电流保护装置Crowbar电路，通过仿真验证了该控制有效改善了抵御电网电压波动的能力。