风能作为一种清洁可再生能源,因其巨大的开发潜能而备受重视。在众多变速恒频风力发电技术方案中,双馈型风电机组不但可以实现功率因数可调,而且能够以较小容量的转差功率变流器实现风电机组的变速恒频运行,这一特有技术优势使其成为兆瓦级大功率风力发电机的主导机型。然而,特殊的拓扑结构使双馈电机(DFIG)定子直接与电网相耦合,电网状态的任何变化必将引起DFIG的电磁暂态过程,甚至会造成DFIG转子侧出现过电压、过电流,致使风电机组被迫脱网。传统基于Crowbar的解决方案不仅没有充分利用变流器对DFIG的控制灵活性,也难以较好地适应当今不断提升的并网要求,而其他基于附加硬件的低电压穿越(LVRT)拓扑方案,不仅需要更高的硬件投入,不利于双馈风电机组高性价比的优势,而且也使得控制更为复杂,降低了系统可靠性。　　鉴于此,本文首先建立了DFIG在不同坐标系下的一般数学模型,并以此为基础,对双馈型风电机组的矢量控制及电网电压故障时DFIG定、转子侧电磁暂态过程进行了深入的分析与研究。进而对电网电压故障下正、负序分量的分离及锁相环技术等热点和难点问题进行了具体研究。　　其次,针对电网电压故障时DFIG转子端过电压主要由定子磁链的暂态直流分量和稳态负序分量引起这一现象,提出了一种有效的LVRT控制策略。该策略通过在电网电压故障时从 DFIG转子侧适时准确地注入大小和方向一定的暂态补偿量,不但能够最大限度地减小暂态转子电压冲击,同时,在非对称故障期间也能够抑制负序磁链分量在DFIG转子端的不利影响。从而实现对DFIG转子端电压的最优控制,提高DFIG的暂态可控性,拓展可穿越的电压故障范围,改善双馈型风力发电系统的LVRT性能。　　最后,搭建了2MW系统仿真模型及11kW双馈型风电机组实验平台,并对文中的相关理论分析及控制策略进行了仿真和实验研究,结果验证了本文分析与设计的正确性及可行性。