在传统化石能源危机和环境保护的压力下,近年来新能源的发展十分迅速。风能作为发展成熟的新能源,得到了政府、市场和科研各方面的青睐。在风电比例较高的情况下如果发生故障后风力发电机组退出运行会对电网造成诸多不利影响。因此随着风力发电在电力系统中穿透率逐渐提高,各国相继对风电机组的故障穿越能力提出了新的要求。根据我国的《风电场接入电力系统技术规定》国家标准规定,风电场必须保证机组具有低电压穿越能力,即在电网发生电压跌落时风电机组保持并网运行,在需要时向电网提供无功支持,帮助电网恢复。直驱永磁同步风力发电机组以其能量转换效率高、可靠性高、并网控制简单、支撑电网能力强,在风电市场中得到了越来越广泛的应用。本文以直驱永磁同步风力发电机为研究对象,基于直驱永磁风力发电系统结构分析和系统建模,研究了直驱永磁风力发电系统的低电压穿越技术。通过MATLAB/Simulink平台在电压跌落情况下对直驱风电机组进行了一系列仿真,低电压穿越控制策略得到了验证。首先对风力机的工作方式、运行特性和最大功率跟踪的实现方式进行详细的讨论,接着建立了发电机的数学模型并分析其空间矢量调制技术,得出机侧和网侧变流器的矢量控制策略,仿真验证了网侧变流器和机侧变流器控制策略的稳态和动态性能。当电网发生故障时,为了保证直流侧电压的安全稳定运行,需要采取一些措施来消除故障的影响。本文深入分析了基于改进控制策略和增加硬件电路的几种保护措施。对增加网侧变流器有功电流,投入Crowbar电路和调节电磁转矩的方式进行了仿真分析,得出了这些控制方案的不利之处,如会产生过热问题或超速问题。最后针对各控制方案的优缺点,提出了一种结合crowbar电路和调节电磁转矩的控制方案。同时利用能量平衡原理对故障后转速表达式进行了推导,提出了根据故障发生程度来合理选择crowbar电阻值可以改善机组低电压穿越(LVRT)性能。仿真结果与理论分析一致,证明了该控制方案能优化系统LVRT效果。