随着风电机组并网的容量占整个电网的比重不断增大,风力发电机组在电网故障下的穿越运行研究,成为了风力发电并网的重要研究方向。本文以双馈风力发电机组作为研究对象,分析了双馈风力发电机组在电网电压骤降、骤升故障下的低/高电压穿越运行的暂态特性。采用双馈机组网侧与转子侧变流器协同控制策略,相应的优化了硬件保护方案,并取得了预期的成果。在各种不同坐标系下建立了包括双馈风力发电机(DFIG)及网侧PWM变流器、转子侧PWM变流器的完整双馈风力发电机组数学模型。网侧PWM变流器采用空间矢量双闭环控制,并且加入负载电流反馈、电网电压前馈来补偿抑制负载的扰动,转子侧PWM变流器采用基于定子电压定向的矢量控制策略。基于MATLAB构建了单个双馈风电机组的仿真模型,模型包含低电压穿越硬件,变桨控制等,真实模仿实际系统的动态特性,为机组的穿越运行研究奠定了基础。在此基础上深入研究了低电压穿越(LVRT)工况下,转子侧与网侧变流器及辅助LVRT硬件的系统协同控制策略,基于并网导则,计算了LVRT时双馈变流器有功、无功功率输出能力,在低电压穿越时改进控制策略,通过网侧变流器向电网最大限度的反馈有功功率,有效降低了直流母线电压波动,减轻了直流Chopper保护电路的压力。转子侧变流器在控制无功功率输出的基础上,向电网最大限度的注入有功功率,保证机组产生足够的制动转矩,防止风机过速。在传统控制策略的基础上,本文加入电压骤变动态补偿项,建立了DFIG精确控制模型,据此改进了基于定子电压定向的DFIG矢量控制方案,对双馈机组高电压穿越运行进行了深入研究。通过动态补偿控制策略减小了机组的动态过程,并对高电压穿越时Chopper和Crowbar保护电路与控制策略的协同控制进行了研究,对仿真结果进行了分析。另外,对Crowbar电路Chopper电路的高电压故障穿越能力进行了仿真与实验评估。