能源危机和环境污染给人类的生存敲响了警钟,人类迫切需要改变能源体系结构,未来社会里可再生能源将逐步取代常规能源。近几十年来,风电装机容量不断攀升,风电技术也日渐成熟,风能成为目前最具商业化和规模化发展前景的可再生能源之一。随着风电并网容量的不断上升,对风电并网技术提出了更加苛刻的要求,变流器的控制与设计成为整个风电机组的关键技术之一。本文选取永磁直驱风电机组网侧PWM变流器做为研究对象,对其基于虚拟磁链定向的直接功率控制策略(Virtual-Flux-based Direct Power Control,VF-DPC)展开研究,深入剖析滞环、PI和滑模三种控制策略的动态性能,具有重要的参考价值和学术意义。首先,本文选取三相电压型PWM整流器作为网侧变流器的拓扑结构,从单相变流的控制原理出发,指出只要能控制开关管的导通时间和状态就能实现功率因数可调的目的,为更好的实现控制器的设计,推导出网侧变流器和直流母线电压在两相旋转坐标系下的数学模型,本文还详细阐述空间电压矢量控制产生正弦波脉冲的方法,为网侧变流器模型的搭建做好充足的理论准备。其次,本文通过介绍瞬时功率理论和虚拟磁链定向原理,指出VF-DPC相比于电压定向矢量控制的优越性,针对传统开关表功率波动和无功调节不足的缺点,设计新的开关表,重新确定各扇区的电压空间矢量在一定程度上能改善开关表的边界抖动情况。由于滞环控制开关表频率不固定,设计基于PI调节的虚拟磁链直接功率控制器,推导交流侧d-q轴电压与有功功率和无功功率之间的关系,并引入前馈解耦环节实现q轴电压单独控制有功、d轴电压单独控制无功的控制策略,在此基础上搭建MATLAB/SIMULINK仿真模型,验证两种控制策略的可行性。最后,本文通过对滑模变结构控制的研究,分析滑模控制器的设计步骤,根据其鲁棒性强与实现简单的优点,选取电压环做为滑模面的设计,选取功率环作为滑模控制率设计,为了消除抖振采用饱和函数代替开关函数,在此基础上设计网侧变流器滑模直接功率控制器,将此控制策略应用到直驱型风电系统中,与机侧变流器相连接,搭建整个风电系统在MATLAB/SIMULINK中的仿真模型,与PI直接功率策略作仿真比较,仿真结果表明滑模直接功率控制策略在系统中能获得更好的动态响应。