在常规能源日益紧张,环境污染日益严重的今天,开发和利用资源丰富且无污染的风能资源具有十分重要的意义,为此,世界各国竞相发展风电产业,风电技术得到了前所未有的发展,涌现出多种风电机组类型,其中,变速恒频机组成为风电主流机型。较恒速恒频机组,变速恒频机组允许风轮做变速运动,提高风能利用系数,能达到更好的利用风能的目的。目前广泛应用于大容量并网型风力发电系统中,成为风电系统未来发展的一个重要方向。首先,本文在广泛分析国内外相关资料的基础上,重点研究了变速恒频风力发电机组的控制策略。对风电机组的组成、控制系统完成的功能、风力发电的基本理论进行了介绍。针对风电机组运行于不同阶段,采用了不同的控制策略,最后用GH Bladed风电仿真软件对系统进行了整体的建模及其仿真研究。其次,考虑到变速恒频风力发电机组的特殊环境和要求,借鉴国内已有的火电、水电、风电等相关技术,提出了同步无刷励磁风力发电系统,以“高速同步、旋转无刷励磁、全功率逆变”为核心技术路线,采用旋转整流同步励磁,舍去了不安全因素——滑环带来的隐患；采用全功率变流技术,获得更高质量的电能。并对该机组进行了从理论到实践,从仿真研究到风电实验平台建设深入系统的研究。该课题也是山东长星风电科技有限公司“同步无刷风电机组控制系统研制和产业化”的重要组成部分。文中对其计算机模型、风力发电实验系统平台、实际运行风机三种实现方式进行了详述,目前,该风力发电机组已经在内蒙古通辽风电场投入使用,并且运行良好,进一步证明了该方案的可行性、实用性和优越性。此外,随着风力发电机组装机容量的不断增大,风力发电系统对电网的影响也越来越大,低电压穿越问题已经受到普遍的关注。本文针对目前变速恒频风电系统主流机组——双馈型和全功率变流型的特点,对其实际运行中在低电压穿越方面存在的问题进行分析,增加了保护电路,增强其低电压穿越能力。使其在故障时不仅能保持电网平稳,而且具备良好的低电压穿越能力。