煤、石油等化石能源的使用使得人类的工业化发展速度加快,但也带来了大量二氧化碳等污染物的排放问题,引起全球极端气候问题加剧,也引发了全球寻找资源丰富、清洁、可持续利用新能源的潮流,以应对未来传统化石能源枯竭带来的能源隐患问题。风能作为一种蕴量大、无污染、可再生的绿色能源,世界各国对风电的科研投入不断加大,随着开发不断深入,风电相关产业在近年来迅速发展。随着以电力电子开关器件为能源转换接口的新能源比例不断升高,低压末端电网等效惯量降低、电压稳定性差等问题开始显露。许多学者对此进行了大量研究,借助同步机的数学模型,通过电力电子控制算法模拟同步机相关特性,加之弱电网末端电压波动问题,电压控制型虚拟同步技术得到了进一步发展。同时功角大范围波动及长距离运输引起的风力发电系统功率耦合问题变得不可忽略。本文建立了网侧逆变器数学模型,并在此基础上搭建了网侧逆变器直流电压外环电流内环的双环控制结构;为了更加深入的分析双馈电机的控制特性,建立了双馈电机的数学模型,建立了双馈电机T形等效电路。在对数学模型研究分析的基础上,构建了弱网下电压控制型双馈电机控制策略。针对双馈电机预同步定子电压发散问题,进行了深入研究,由于增量式编码器初始安装出现偏差会导致坐标变换角度出现偏差,从而引发系统预同步失败问题。对此提出了一种编码器初始误差自动补偿策略,分析研究该策略在电压控制型双馈电机系统预同步控制中的可行性和有效性,以确保双馈电机系统在初始偏差随机的条件下,预同步工作都能顺利完成。同时对低压微网有功、无功解耦机理进行分析,发现高R/X及功角大范围波动都会导致功率耦合问题,对基于坐标变换的解耦控制策略、基于虚拟阻抗的解耦控制策略、相对增益法等解耦方法及其解耦性能进行了深入研究。通过MATLAB仿真软件、RT-LAB半实物硬件在环测试以及2MW实验平台测试等对本文所研究双馈电机预同步改进策略和功率解耦策略可行性和有效性进行了验证。