随着风电机组装机容量的不断增长,占电网比例也逐年提升,电网规则对风电并网提出了更高的要求。目前风电技术已不仅限于研究正常运行情况,而重点研究电网故障下风电机组的穿越运行,并从对称故障向不对称故障延伸。本文从理论分析与模型仿真两个方面对双馈式风力发电机组的运行进行了深入细致的研究,获得了以下结论和成果：(1)建立了三相静止ABC坐标系和两相同步旋转dq坐标系中双馈感应电机、网侧PWM变流器和转子侧PWM变流器的数学模型。在此基础上,确定了基于定子电压定向的网侧PWM变流器控制策略和基于定子磁链定向的转子侧PWM变流器控制策略。(2)重点分析了在电网电压发生对称故障时双馈感应风电系统的运行特性和应对策略。根据磁链守恒原则,推导出发生对称电网电压跌落时定子暂态电流和转子暂态电流的表达式,并在PSCAD/EMTDC仿真平台上对双馈风电系统的故障响应进行仿真分析。(3)在电网电压发生小幅度跌落时,计及定子电压变化和励磁电流过渡过程,建立了转子侧PWM变流器的控制数学模型,对基于定子磁链的DFIG控制系统改进优化。仿真验证了在小幅电网电压跌落时,改进的双馈感应风电机组矢量控制策略是有效的。(4)研究了在电网电压发生严重对称跌落时,双馈感应风电机组的保护措施。当电压跌落严重时,采用转子Crowbar保护电路,重点研究了转子Crowbar保护电路的耗能电阻阻值大小和保护电路切除时间对双馈风电系统低电压穿越能力的影响,推导分析得出合适的电阻阻值和切出时间。