小型风力发电是分布式能源发电的重要环节之一,具有装机灵活、靠近负荷、成本低廉等优点,是能源供应的重要补充。相当数量的小型风场属于低品位风场,具有能量密度偏低、风速波动剧烈的固有属性,因此,提高小型并网风力发电系统对低品位小型风场的适应性就成为了提高风能利用率、增加并网发电量的重中之重。本文从电力电子功率变换技术角度出发,以开发符合实际风场特性的高效、高适应性功率变换器为主要研究目标,提出了一种小型并网风力发电系统,并对其结构组成、配套控制策略和若干单级变换器拓扑进行了重点分析。本文的主要工作包括:（1）提出了一种拓扑变换型多谐振软开关直流变换器拓扑,以满足小型并网风力发电系统对高传变效率、较高电压增益、宽增益范围的升压型直流变换器的要求。应用拓扑变换思想,结合多谐振技术,变换器可通过控制辅助功率开关管灵活地切换谐振腔的等效电路,并根据需要工作在两种多谐振模式下。同时,逆变单元也能够以全桥或半桥形式运行,变换器因此获得了最多四种的工作模态,可以在狭窄的频率范围实现宽电压增益和高传变效率。最后,功率实验验证了理论分析的有效性。（2）提出了一种具有双变压器结构的多谐振软开关直流变换器,以满足风电系统以高效率向多种电压等级直流负载供电的要求。通过在谐振腔中引入高频变压器,变换器获得了独特的谐振零点,可以在狭窄的控制频率范围内灵活调整直流电压增益的大小,具有极宽的输出电压范围和良好的过电流保护能力,适用于不同电压等级的直流负载。同时,提出了一种简单实用且广泛适用的多谐振变换器参数设计方法,并以所述变换器为例给出设计实例,实现了所有功率开关器件的开断过程软开关或近似软开关。最后,对一台样机进行了功率实验,证明了原理、设计的可靠性。（3）提出了一种带开关电容的三相单开关反激式倍压整流变换器拓扑,以满足并网风力发电系统对电压增益和较高效率的要求。通过在传统三相单开关电路的基础上引入带开关电容的倍压单元,整流器不仅保留了原有拓扑固有的功率因数校正、谐波抑制等特点,同时实现了高电压增益变换的有益效果。该整流器可直接级联逆变器,不需要中间级直流变换器,进一步降低了损耗。通过合理参数设计,整流器能够在风速偏低条件下提供较高的电压变比,帮助实现电压匹配;在额定工况下,保持较低的总谐波含量并有效提高变换效率。最后,根据设计结果,完成了对变换器样机的功率实测。（4）提出了一种小型并网风力发电系统拓扑结构和控制策略,以满足提高系统风能利用率、尽可能多地捕获风能能量并网发电的要求。拓扑结构上,整流侧采用本文所提具有高电压增益的三相整流变换器,且在整流器直流出口处引入双向储能支路,形成带有储能装置的风力发电单元;控制策略上,所提出的控制逻辑使得控制器可根据不同的风速条件和电池荷电状态调用对应的控制模式,实现延长电池使用寿命、提高风能利用率、提高系统整体效率、拓宽可利用风速范围等效果。最后,将实验样机分别置于实验室和真实风场中进行跟踪测试和记录,证明了所述并网风力发电系统对小型风场的高度适应性。