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电励磁风力发电机组在性能、可靠性、成本及电网友好型设计方面具有一定的优势，成为风力发电技术领域的重要研究方向。本文以电励磁风力发电机组为研究对象，重点研究电气控制系统的关键技术，包括最大风能捕获控制策略、电励磁同步发电机的矢量控制技术及电励磁风力发电机组电网友好控制策略。通过关键技术的研究实现风电机组发电能力的提高和电网故障穿越功能。 1、建立电励磁风力发电机组的数学模型，包括风力机的气动模型、传动链模型、发电机及变流器模型、变桨距执行机构模型等。在数学模型的基础上，提出电气控制系统的最大风能捕获控制策略、电机侧变流器的矢量控制策略、电网侧变流器的不平衡控制策略。在Blade软件下搭建了风电机组的仿真模型，验证本文所提最大风能捕获控制策略和变桨距策略的正确性;在Matlab软件下搭建了变流器及发电机的仿真模型，验证了本文所提励磁控制策略以及转子磁场定向矢量控制技术的正确性。 2、提出一种提高电励磁风电机组风力发电效率的优化控制策略，从风能捕获及风能利用方面进行控制策略优化，提高机组发电能力。最大风能捕获方面，分析了传统转速转矩控制存在最佳叶尖速比区间窄、转速转矩曲线固定、最小桨距角固定的问题，一方面提出转速-转矩的双PI控制策略，扩大风力机在最大叶尖速比的运行区域，另一方面提出一种转速转矩自寻优及最佳桨距角辨识的方法，提高风能吸收效率。风能利用方面，充分利用电励磁同步发电机励磁电流可控的特点，通过变流器对发电机电枢电流和转子励磁电流的协调控制，降低发电机定转子铜耗，提高风能利用效率。在Blade中搭建了风电机组的仿真模型，对本文所提出的双PI转矩控制策略、最佳桨距角辨识方法进行了验证，并以三类风场为例，将发电量与采用传统控制算法的风电机组进行了对比验证，对比结果表明，采用本文所提出的控制算法能够有效提高机组发电能力。在Matlab中对本文所提出的变流器协调控制策略进行了仿真验证，仿真结果表明，本文所提出的控制策略能够有效提高机组能量转换效率，降低损耗。在2MW电励磁风电机组上，对本文所提出的提高风能吸收效率控制策略进行了现场试验验证，并和采用传统控制算法的风电机组进行了发电量及功率曲线对比。对比结果表明，采用本文所提出的优化控制策略，风力发电机组功率曲线响应明显优于传统控制策略，机组发电能力显著提高。 3、针对电励磁风电机组的电网友好设计，提出一种辅助负序电流控制的双电流PI控制算法，实现在电网电压深度不平衡跌落时的快速动态响应及电流控制能力，并针对低电压穿越认证的国标要求，从直流侧卸荷电路的投切策略，能量保护逻辑及缓冲吸收设计、有功恢复等方面全面介绍了变流器实现低电压穿越功能的控制策略。在Matlab软件下搭建了系统的仿真平台，仿真验证了本文所提控制策略的正确性。采用所研制的2MW全功率变流器，在张北风电实验基地电励磁风电机组上进行了电网电压跌落的实验验证。实验结果表明，本文所提控制策略能够满足低电压穿越的标准要求。