随着新能源产业的快速发展,风力发电机组的并网容量不断增加,风力发电已成为各国能源发展战略的重要方向之一。在风电比例较高的电网中,若风电系统在电网电压跌落期间大面积的脱网将会对电网造成严重的影响,所以应提高风机的低电压运行能力,使其在电网故障期间仍能保持并网运行,直到故障清除。针对传统的卸荷电阻实现LVRT(Low Voltage Ride Through,低电压穿越)时,直流侧两端不平衡的电能只能以热能形式消耗,无法解决长时间内的直流母线电压上升问题,提出了一种新型LVRT控制策略。首先,分析PMSG(Permanent Magnetic Synchronous Generator,直驱式永磁同步发电机组)的工作特性和运行原理,建立基于静止坐标系和dq旋转坐标系的PMSG和全功率变流器的数学模型,实现d轴和q轴的解耦控制。在此基础上,分析以发电机转速为控制量实现最大风能捕获的控制策略,以及发电机转子磁链矢量定向控制策略和网侧变流器的电网电压矢量定向控制策略。其次,研究当电网电压跌落时PMSG的运行特性。提出了一种新的LVRT协调控制策略,即将减少发电机出力、卸荷电阻控制和桨距角控制协调使用,以避免发电机超速和直流电容过电压为控制目标,保证变流器和发电机的运行安全,同时减少卸荷电阻的使用频率。最后,在仿真软件MATLAB中建立具有低电压穿越控制电路的直驱永磁风力发电机组的仿真模型,设计电网电压跌落的算例,对电网发生三相短路故障时机组的低电压穿越能力进行仿真分析,仿真结果验证了本文提出的控制策略的有效性和正确性。