能源和环境已成为人们生存以及可持续发展的紧迫性问题,因而风力发电开始引起人们的关注并得到了大力的发展。由于风力机获得的功率与风速的三次方成正比,风具有随机性以及不稳定性,导致了风电机组的控制较为困难,特别是风电机组的发电机转速的跟踪控制,因而对风电机组系统仿真以及控制系统的深入研究,对于我国风电国产化具有重要的理论意义以及工程应用价值。文中分析了双馈风力发电机组的基本原理,在此基础上建立了发电系统各个部分的数学模型,包括风速模型、风轮模型、双馈电机模型、变流器模型以及直流母线模型等,并于PSCAD软件中搭建。通过研究双馈风力发电机的基本结构和工作原理以及相应的坐标变换准则,给出了变速恒频双馈风力发电机的数学模型,在功率不变条件下,经过坐标变换,得出了dq坐标系下的数学模型。同时基于双馈发电机的运行原理,研究了交流励磁双馈风力发电机的矢量控制,包括转子侧变流器的定子磁场定向矢量控制以及电网侧变流器矢量控制,并在PSCAD软件已搭建的系统模型中,加入这两个控制模块。由双馈风电机组运行特性分析知,将双馈风电机组运行区域分成三个阶段,提出了每个阶段的控制策略,文中针对变速运行的最大风能跟踪控制进行了研究,并设计实现了功率控制和速度控制两种控制模式。引入模糊控制以实现对发电机转速的实时跟踪,基于模糊控制,设计了发电机转速跟踪模糊控制器,并能够对参考转速跟踪,从而使得双馈风电机组能够实现最大风能捕获运行。