风能资源具有可持续发展和绿色能源两大优势,风能发电正逐渐受到各国重视。并网变频器是风力发电系统的核心技术环节,本文在充分研究近年风力发电领域重要成果基础之上,设计了一个3MW的直驱式风力发电变频器,同时对控制算法和Matlab仿真进行了深入的探讨,获得了很好的仿真效果,为风电变流器设计提供了参考和依据。主要内容归纳如下:(1)分析了PWM整流器的工作原理和工作模式,采用了直接电流控制方法,使得输入电压与输入电流同相位,以达到控制输出电流功率因数,低谐波污染以及能量双向流动的目的。(2)并网型多重化逆变器的各逆变桥经变压器耦合后并入电网,提高了并网逆变器的容量等级。为了实现变频器高压输出,克服死区时间对整个系统的影响,利用6个普通三相方波逆变器实现11个方波电压叠加的逆变器,并对此逆变电路提出了一种新型的空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse width Modulation)控制方法,将SVPWM的180°导通型和120°导通型结合起来,采用电压控制外环和电流控制内环的双闭环控制方法对整个系统进行控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,该方法既可以消除死区时间的影响,又可以提高直流电源的利用率,同时该多重叠加技术还可以改善电压波形,提高逆变器的输出电压和功率。(3)针对风力发电系统,提出了模糊控制的方法,设计出了模糊控制器,在被控对象未知的情况下,也可以得到有效的控制。(4)利用Matlab/Simulink建立了永磁同步发电机和双PWM变换器及其控制系统的仿真模型,并在变速恒频风力发电系统模拟平台上,对网侧变换器进行了实验研究,仿真和实验结果验证了系统控制策略的有效性。