本发明公开了一种基于矢量电力系统稳定器的双馈风力发电系统，包括风力机、齿轮箱、发电机、转子侧变换器、网侧变换器、直流电容、滤波器、转子侧控制器、矢量信号采集器和矢量电力系统稳定器；矢量信号采集器的输入端连接电网；矢量电力系统稳定器的输入端连接至矢量信号采集器的输出端；转子侧控制器的第一输入端连接至发电机的输入端，第二输入端连接至电网，第三输入端连接至矢量电力系统稳定器的输出端，输出端连接至转子侧变换器的控制端。本发明引入了风机端电压矢量信号作为输入信号来获得电磁转矩控制补偿信号和端电压控制补偿信号，完整地考虑端电压幅值和相角，将端电压矢量作为电力系统稳定器的输入信号，全面地反映电网机电时间尺度的扰动。