近年来,随着我国大力发展清洁能源、优化能源结构,以天然气为代表的高效清洁化石能源需求日益增多。然而,我国天然气资源主要集中在西部欠发达地区,要将我国西部的天然气快速输送到中东部地区,必须要对管道内的天然气进行加压。压缩机组是压气站中最重要的设备,为天然气输送提供动力,被称为管道输送的心脏。因此,对电驱压缩机组控制系统的设计和研究具有重要的理论意义和实际价值。本文以长距离天然气运输系统为背景,以电驱压缩机组为研究对象,在进行充分现场调研和理论学习的基础上,对整个压气站的工艺流程进行分析,描述了压气站的构成和主要设备的功能。根据离心式压缩机的工作原理和性能曲线,建立了离心式压缩机转速与出口压力的数学模型。通过对离心式压缩机各种调节方式的优缺点对比,确定了串级调节的总体控制框架,并对控制框架中的同步电机变频调速系统进行深入研究。基于同步电机变频调速系统MT两相旋转坐标系的数学模型,根据同步电机的矢量控制策略,分别设计了同步电机变频调速系统的电流控制器、转速控制器、励磁控制器以及磁链控制器。最后,对压缩机组出口压力串级控制系统设计了模糊PID控制器,并在Matlab/Simulink中进行仿真,同时与常规PID控制器进行对比,仿真结果表明,本文所设计电驱压缩机组出口压力控制系统具有良好的静态和动态性能。