在能源短缺和环境污染日益严重的今天，作为可再生绿色能源的风能的开发利用具有重要的意义。发展风力发电是改善能源结构和减少环境污染的有效途径之一，可以带来直接的经济效益、社会效益和环境效益。我国的风能丰富，可利用的潜能很大，大力发展风力发电是我国的长期政策。随着风力发电机组容量不断增大，提高运行效率、最大限度地利用风能已经成为风力发电技术研究的重要内容。其中基于变速恒频技术的双馈型异步风力发电机可以提高风能的利用率，具有独立的有功功率、无功功率调节能力，是当前风力发电技术研究的热点之一。 风力发电技术是涉及电机学、空气动力学、自动控制、机械传动等多学科的综合性高技术系统工程。目前，风电领域的研究难点和热点集中在风机大型化、先进的控制策略和优化控制等方面。由于风力发电系统是复杂多变量非线性系统，具有不确定性和多干扰等特点，因此控制技术成为风力发电系统高效运行的关键。本文结合变速恒频风力发电技术的应用，对基于功率扰动控制和模糊控制等控制方式的双馈异步变速恒频风力发电系统的性能进行了比较详细的仿真研究。本文的工作包括: (一)介绍了变速恒频风力发电系统的结构、控制策略和变速恒频风力发电系统运行的基本原理；分析了风力机的空气动力学特性并建立了其数学模型，利用MATLAB搭建了其仿真模型用于模拟实际风力机的特性。 (二)分析并建立了风力发电系统的另一主要部件一双馈异步发电机(DFIG)在A-B-C坐标系下的数学模型；利用坐标变换技术详细推导其在两相同步速旋转坐标系下的数学模型。详细分析了双馈异步发电机的有功和无功功率特性，并在上述基础上建立了DFIG在两相同步速旋转坐标系下的仿真模型，对DFIG有功和无功功率的解耦控制进行了仿真，所得结果验证了理论分析的正确性。 (三)首次将功率控制扰动法运用到变速恒频风力发电系统当中。详细介绍了功率控制扰动法的基本原理，建立了DFIG的线性化数学模型和对应的传递函数，利用MATLAB编写程序求得传递函数各项系数，并分析了其主要特性。利用功率控制扰动法建立了控制系统的仿真模型，就控制系统参数的选取对系统性能的影响进行了分析，所得结果验证了方法的正确性和有效性，对于双馈异步风力发电机的功率控制具有一定的参考价值。 (四)将模糊控制理论运用到变速恒频风力发电系统的运行控制过程，分别设计了三个模糊控制器来实现最大风能捕获，利用M文件分别编写了三个模糊控制器的算法程序。建立了完整的基于模糊控制的变速恒频风力发电系统的仿真模型，分别对风力发电机在亚同步速、同步速和超同步速等三种运行状态下的性能进行了仿真分析研究，所得结果验证了方法的正确性，实现了风力发电机的变速恒频控制和最大风能的捕获。由于模糊控制器的使用，使得系统输出参数的波形更加平稳。模糊控制理论的运用为变速恒频风力发电系统的运行控制提供了一个新的控制思想，也是今后一段时间风力发电控制的一个研究方向。 本文运用的功率扰动控制策略和模糊控制策略为风力发电系统的运行和控制提供了参考，具有一定的实际参考价值。