本发明公开了一种无刷双馈发电系统及其控制方法，属于电机发电领域，所述控制方法包括：S1：采集无刷双馈电机的转速信号并设定功率绕组的期望频率；利用转速与两套定子绕组频率之间的关系计算控制绕组的期望频率；S2：将控制绕组的期望频率输入至逆变器，以使逆变器在V/F分离控制模式下分别调节控制绕组的电压及频率，以在变转速条件下保证无刷双馈电机中功率绕组工作于额定工作点；S3：获取实际直流母线电压，并利用实际直流母线电压和目标直流母线电压的差值及差值变化率对PI参数进行动态调整，以将实际直流母线电压调整至目标直流母线电压，实现直流母线的恒压控制。本发明使动态响应好、鲁棒性高、并提供稳定的直流母线电压。