风能作为一种清洁、可再生的绿色能源,将对未来社会发展发挥非常重要作用。因此如何能最大程度的利用双馈风电系统吸收风能及解决风电系统中的诸多问题变的尤为重要了。在双馈风电系统中,变频器是解决这些问题关键所在,变频器包括交直交变频的双PWM变换器和交交变频的矩阵变换器,其中双PWM变换器是现如今主流的变频器。但是双PWM变频器存在着一个明显的缺点就是在双PWM电路直流侧存在大容量的储能器件,它不仅成本高,维修费用大,而且大容量电容器件电解液很容易挥发,这些严重的缩短了变频器的寿命。双级矩阵变换器作为一种新型“绿色”变频器,中间侧不存在大容量的储能器件,且具有能量双向流动、输入功率因数可控、换流简单、输入输出特性优良、可靠等优点。为此本文就以双级矩阵变换器励磁的双馈发电机为研究对象,进行了相关研究。首先介绍了双级矩阵变换器(Two-stage matrix converter简称TSMC)拓扑结构,分析了整流级有零矢量的空间矢量的控制策略,以及双级矩阵变换器的低频开关函数,最后利用参考电压来简化了TSMC的间接空间矢量控制算法,通过计算开关函数矩阵来得到各开关量时间,简化了控制策略。其次,对TSMC励磁双馈风力发电机组进行了研究。根据双馈电机在空载、正常工况下的数学模型,分别提出了基于双级矩阵变换器励磁的双馈型风力发电机并网控制策略和并网运行控制策略。其中,前者采用电网电压定向控制,将电网电压的幅值和相位作为给定值,经过闭环调节控制转子侧电流使定子侧电压的幅值、相位、频率与电网电压相等,实现并网。后者并网成功后,采用定子磁链定向控制策略,利用双闭环控制转子电压,实现对定子有功功率和无功功率的独立调节。在电网电压不平衡故障下,建立双馈电机在双同步坐标系下的数学模型。分别对转子侧和电网侧进行了控制,其中转子侧正序电流实现闭环控制、负序电流以消除定子电流负序分量为目标；电网侧控制消除输入电流电压分量。最后,对双级矩阵变换器进行MATLAB/SIMULINK仿真,在此基础上建立了双级矩阵变换器励磁的双馈发电软并网模型,以及不平衡电网电压下的模型,并将它们进行仿真。仿真表明：双级矩阵变换器能很好的实现功率控制和抗干扰；双级矩阵变换器励磁的双馈发电软并网模型能很好的实现并网,并在并网后能实现功率的独立调节。