随着风力发电行业的迅速发展,装机容量在电网中的占比日益增高,而网侧电压故障时有发生,因此对风机电压穿越的暂态特性与控制策略的研究尤为重要。直驱永磁风电系统因省去了齿轮箱且易于实现机组故障期间的不间断运行而得到广泛应用。本文以直驱永磁风电机组的双PWM全功率变流器为研究对象,完成了以下工作:首先,阐述了我国能源形势及国内外风电产业概况,并详细分析了我国风电产业发展与电网的矛盾。同时介绍了风电机组的组成部分,并分析了机组在故障穿越期间的暂态过程及国内外应对网侧电压故障的硬件和软件措施。其次,介绍了风力机原理,并建立了三相静止坐标系及两相旋转坐标系下风力发电机、机侧整流器和网侧逆变器的数学模型。再次,本文以改进网侧逆变器电压外环控制策略的思路出发,引入自抗扰控制思想。在控制策略中未考虑母线电压滤波环节的影响,本文提出了考虑母线电压的新型二阶线性自抗扰控制器。对传统的二阶线性自抗扰控制中扩张状态观测器对总扰动的动态观测能力较弱的情况,进一步提出了基于总扰动微分信号的改进二阶线性自抗扰控制器;最后,利用Matlab/Simulink平台搭建了兆瓦级风力发电并网仿真平台,在电网电压故障工况下,对机组分别采取传统自抗扰控制与本文提出的改进自抗扰控制进行仿真对比,最终结果表明,本文提出的改进方案在不增加硬件成本条件下,有效地提升了直驱永磁风电机组的故障电压穿越性能。