风能蕴藏量丰富、洁净无污染、开发利用历史久、商业利用价值高等,是21世纪最具竞争力的新能源。目前,风能的主要利用形式是风力发电,因此风力发电技术的深入研究对我国乃至世界经济的可持续发展有重大的意义。矩阵变换器是一类新型的交交功率变换器,与传统的变换器相比,优点是：⑴电能直接双向流动,可实现真正的四象限运行；⑵输入和输出电流、电压均为正弦波；⑶可实现输出电压幅值、频率和网侧功率因数的独立控制。采用矩阵变换器励磁的无刷双馈变速恒频风力发电系统,矩阵变换器与无刷双馈发电机的控制绕组相连接,只需处理转差功率。通过有功功率和无功功率的解耦控制,可实现风能的最大功率跟踪控制；通过改变矩阵变换器的输出电能频率调节无刷双馈发电机的输出电功率的频率,实现变速恒频发电控制。　　 本研究从能源与可持续发展的角度,通过较为详尽的数据,分析了国内外风力发电、矩阵变换器和无刷双馈风力发电系统的发展状况、前景和存在问题。通过对比分析矩阵变换器的调制算法和换流策略,在空间矢量算法的基础上,提出矩阵变换器的闭环控制算法；基于MATLAB/Simulink平台进行建模和仿真,验证了闭环算法在抗随机干扰、降低谐波等方面的有效性；研究了矩阵变换器换流困难的原因及四步换流策略,根据换流死区问题提出自适应换流算法。通过研究矩阵变换器有功功率和无功功率传递的原理、无刷双馈发电机的结构和数学模型、风能最大捕获控制的方法,建立了矩阵变换器励磁的无刷双馈风力发电系统,构建了系统的模拟实验平台并进行了相关试验。在搭建的5Kw矩阵变换器样机上进行了试验研究,为矩阵变换器的实际应用提供了实验依据。