近些年来,风电机组的并网容量逐渐增加,给电网带来了许多问题,其中,风电机组的低电压穿越问题受到了广泛的关注。作为风力发电的主力机型,双馈风电机组受到电网故障的影响较大,如果风电机组在此时脱网,会对电网的正常运行带来巨大挑战。风电并网准则也对风电场的低电压穿越能力提出了要求,在外部电网故障时,风电机组不仅需要保持并网,而要还要具备一定的无功支撑能力。因此如何提高双馈风电机组的低电压穿越能力,是相关研究的重点问题。本文首先根据双馈风电机组的数学模型,采用定子电压定向和电网电压定向的矢量控制,建立了转子侧变换器和网侧变换器的控制策略,实现了有功功率和无功功率的解耦控制。分析双馈风电机组的暂态过程,推导了双馈风电机组的暂态过程的数学模型,分析发现定子暂态磁链的变化导致了转子过电流和直流母线过电压。为了抑制转子过电流和直流母线过电压,同时保留保护期间的转子侧变换器的控制,本文采用自适应转子制动电路进行保护,基于对故障全过程的转子电流计算,该保护可以根据不同的故障情况合理选取最优的保护阻值和保护退出时间。协同Crowbar保护和灭磁控制,消除了转子制动电阻带来的定子时间常数增加的问题,加速了定子暂态磁链的衰减,在此基础上,为了满足风电并网准则要求,在低电压穿越时对无功功率进行控制。选取了合理的无功能力和安全运行评价指标,采取变异系数法对风电场的双馈风电机组进行低电压穿越能力评价,评价结果可以反应每台风电机组运行情况的差异性,根据评价结果优化无功控制策略,合理分配低电压穿越过程中风电场的无功任务。分别搭建了单台双馈风电机组模型和双馈风电场等值模型,通过仿真验证了所提方法可以保证低电压穿越过程中双馈风电机组的安全,并在此基础上能够发出一定的无功功率,支撑电网电压。