全球经济正在迅猛发展,能源作为维持经济发展的首要条件成为人们关注的焦点。传统化石能源存储量有限,终将会枯竭殆尽。其过量的开发使用所带来的负面影响也日益凸显,尤其是严重的环境污染和对人类身体带来危害等问题。因此尽快寻找传统能源的代替品是近年来各国政府都在努力做的一件事。风能、核能、太阳能、潮汐能等新能源开始在世界能源结构中举足轻重。其中风能以其分布广泛及清洁可再生等优势受到世界各国政府和研究人员的关注。随着研究的不断深入,目前为止用于风力发电的主要机型有永磁同步发电机和双馈感应发电机,但永磁同步发电机所需全功率变流器,永磁材料价格高且易退磁。双馈感应发电机结构复杂,可靠性差且控制难度较大。无刷双馈发电机(BDFG)相较而言不仅成本低廉而且结构简单,非常适合应用于风力发电系统中。本文以BDFG的功率跟踪控制为目标,重点研究了其直接功率控制改进方法。首先,阐述了BDFG的工作机理及功率流向问题。建立了适用于该种发电机控制的数学模型,并通过仿真对其运行性能进行了分析。其次,针对特殊转子结构的BDFG,对直接功率控制策略进行改进。该种发电机的网侧变流器采用模型预测直接功率控制方法,并与传统电压定向型直接功率控制进行仿真对比分析。分别针对闭/开绕组BDFG机侧变流器的直接功率控制方法展开理论分析,并对其进行仿真研究。再次,提出一种具有近似恒定开关频率的功率控制器代替传统的滞环比较器,采用移相180°的双三角波形进行调制,通过使用基于线性模型的功率环对机侧功率进行控制。仿真结果显示,所提出功率控制器可使有功功率开关频率基本恒定,减小了功率脉动,提高了控制精度。最后,鉴于双三电平变流器应用于开绕组BDFG直接功率控制中的优势,基于共直流母线结构,提出了基于双三电平变流器开绕组BDFG直接功率控制的共模电压抑制方法。仿真结果表明,所提方法对共模电压抑制效果显著。