中文摘要：

在能源短缺和环境保护的压力下，风力发电技术是解决上述问题的有效途径之一。由于矩阵变换器的诸多优势，基于矩阵变换器的风力发电方案日益受到重视。针对矩阵（变换器）自身稳定性问题，本项目深入研究了矩阵变换器的稳定性根源和稳定化方法，提出了一类基于构造的通用稳定化方法，解决了基于矩阵变换器的双馈感应发电系统的稳定化问题。针对电网故障情况下保障风电系统安全运行的电网规则要求，提出了基于一驱二式双级矩阵变换器的双馈风电系统的新型拓扑结构，通过对定子侧电压进行补偿，提高系统的跨失能力。为了降低成本，提出另一种新型简易跨失拓扑，通过系统拓扑结构的重组和控制策略的切换，达到故障穿越的目的。针对矩阵变换器的非线性问题，分析了其非线性根源，发现窄脉冲、器件电压降、滤波电容电压纹波以及死区等均是影响系统非线性的重要原因，提出了一种修正调制算法，克服了已有调制算法在实现上的固有缺陷，有效的避免了窄脉冲问题的出现，提高了系统输入输出波形质量。针对矩阵变换器成本高昂的缺陷，提出一种基于逆疏松矩阵变换器的永磁同步风力发电方案，有效降低了系统投资和提高了发电系统可靠性。