风力发电是人类利用可再生能源的重要途径之一。目前，风力发电正向大容量、变转速、直驱化及微风发电等方向发展。在风力发电技术中，变速恒频技术已成为当前的主流技术，其中的直驱型风力发电技术由于机械部分简单、便于维护、易于实现低压穿越等特点，在大容量及特大容量风力发电系统中具有明显的技术优势。本文针对永磁直驱型机组背靠背变流器的的若干关键技术，采用理论分析、仿真与实验验证的方法进行了深入研究。　　 本文的研究内容总体上可分为两部分。首先，本文对背靠背变流器机侧、网侧的控制策略与系统模型进行了分析与研究；其次，对两电平与三电平背靠背变流器各自的特有问题进行了分析与研究。　　 对于永磁同步发电机(PMSG)的控制，大多采用最大转矩/电流比控制，而实现该控制的前提在于准确实现转子磁场的定向。为降低成本，本系统要求采用无速度、位置传感器技术，同时考虑到算法对电机参数变化的鲁棒性，本文构建了一种基于滑模观测器与软件锁相环的无传感器技术，通过仿真与试验对其进行了验证；此外，针对最大转矩/电流比控制在电机高速运行时，随定子电压升高而要求直流母线电压相应升高这一不足，本文分析后认为可采用Vs/fs=E0/fs矢量控制技术实现对PMSG的控制，虽然该方法效率略低于最大转矩/电流比控制，但该法实现简单，不需转子磁场定向且鲁棒性强。　　 为提高两电平并网变流器的电能质量，本文采用了LCL三阶低通滤波器。对于采用LCL滤波器的PWM交流器，选取不同的控制变量会使变流器的控制存在不稳定问题。本文分析后认为，检测并控制电网电压与网侧电感电流可准确实现有功与无功的解耦控制，LCL的寄生电阻对谐振频率有明显的抑制作用，数字控制存在的延时使系统条件稳定，系统仿真与试验证明了这一结论。　　 为综合评估机、网侧变流器控制参数设计的合理性，及其对系统直流母线电压波动的影响，本文构建了背靠背变流器的Vdc小信号模型，并将其用于工程实践，帮助设计人员进行控制器参数的整定。　　 由于两电平变流器输出电压电平数少，会产生宽频带的EMI问题，本文将随机周期SVPWM调制技术应用于两电平背靠背变流器，以降低各次离散谐波的能量，使输出电压与电流的功率谱呈现连续的频谱特性，抑制存在于开关功率电路中的传导EMI。　　 当背靠背变流器采用二极管箝位三电平拓扑结构时，虽然可显著减小dv/dt并提高变流器的EMC特性，但三电平变流器存在特有的直流中点电压波动问题。因此，本文首先研究了三电平变流器中点电压波动的规律；在此基础上，研究并给出了抑制三电平背靠背变流器中点电压波动的控制策略；同时，为抑制在过调制时产生的中点电压波动，本文研究了一种新的过调制输出矢量的实现方式；此外，本文对三电平并网变流器在不对称运行时的中点电压波动规律进行了深入研究。　　 上述研究内容中，机、网侧变流器的控制策略与背靠背变流器的小信号模型均在1MW两电平的工程样机上得到了验证；关于三电平背靠背变流器的研究内容通过了仿真验证，其成果将为后续的研究与产品开发提供技术积累与理论上的指导。