为了在提高风能转化效率的同时，减小风电出力对电网的冲击，迄今投运的并网风电机组主要采用专用发电机系统，借助大功率整流-逆变装置，转换由变速发电机所产生的电能，从而实现变速恒频（Variable Speed Constant Frequency，VSCF）运行。此类方案虽能满足当前风能产业的装备需求，但随着单机容量的日趋增大，以及风电所占电力生产比重的增加，各国对风电系统（机组）的并网运行性能、可靠性与可维修性均提出了更高的要求，使得现有依赖发电机设计和电力电子技术的主流风电机组存在的问题日渐凸显。主要表现在：风电出力不确定性所带来的电压、频率波动，加之大功率整流-逆变及相关电力电子设备与系统间的谐振问题，会造成风电输出电能质量下降；低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）能力不足，也影响到风电机组和电力系统运行的安全性与稳定性。此外，大容量变流设备接入后的低惯量、弱阻尼特点，以及其较高的控制难度、制造和维护成本也是目前研发大型高效、低成本陆地/海上风电装备中亟待解决的难题。基于此，提出了一种“带有发电机前端调速装置”的VSCF风电机组新颖解决方案，该机组不再依赖大功率整流-逆变装置及相应的控制系统来实现恒频电能输出，转而借助功能良好的差动调速系统对机组主传动链末端输出转速进行实时调节，实现以相对恒定的转速驱动同步机并网发电运行。此类无变频并网风电系统有望突破现役机组的技术壁垒，不仅可在一定范围内提高风力机能量效率、降低机组制造成本，还可避免多变流器并联接入后与交流电网及附近SVC、STATCOM等设备的交互影响，缓解低频振荡和电流谐波问题；同时可通过施加强励磁，在电压故障发生时提供足够的无功功率，提高机组的LVRT性能和主动支撑电网能力。