近年来随着风力技术的迅速发展,风力发电占供电比重逐年增大,风电网的故障也越来越多的受到人们的重视。当电网出现故障时,会导致电压跌落,风力发电机组脱离电网,从而带来系统暂态不稳定,并可能造成系统局部甚至是全面瘫痪。为了维持电力系统的稳定性,世界各国都开始关注风力机并网并相应提出了低电压穿越能力要求。因此,围绕风力发电系统低电压穿越能力实现进行深入研究,具有重要的理论和现实意义。本文首先综述了国内外风力发电的现状及发展趋势和风力发电技术的国内外研究现状。本文采用的控制策略是高阶滑模控制,对风力发电系统的低电压穿越研究问题进行了研究。论文分析了滑模控制技术的控制原理,并研究了滑模控制器的设计方法及消除抖振的方法,为本文的研究奠定了理论基础。其次,对本文的主要研究对象双馈感应式异步风力发电机进行研究,分析了双馈风力发电机的运行原理,它具有在较宽风速范围内实现最佳风能捕获、具有功率调节灵活等优点。随后对双馈风力发电机数学模型坐标变换、运行特性进行了理论推导,建立了双馈风力发电系统在两相旋转dq坐标系下的数学模型。再次,为了使双馈电机在电网出现故障电压跌落时仍然能够并网运行,对低电压穿越‘控制技术进行了研究。分析了电压跌落时双馈电机系统的响应特性,提出了在电网电压骤降时的控制策略,并根据滑模变结构的控制原理,设计了一种高阶滑模变结构控制器。通过Matlab软件仿真,与传统的PI控制方法相比较,对高阶滑模控制控制策略的优越性进行了验证。最后,针对电网故障下双馈风力发电机网侧变换器的影响,分析了双馈风力发电系统中双脉宽调制型变换器的结构和控制原理,建立网侧变换器在两相旋转dq坐标系下的数学模型,提出了高阶滑模变结构控制策略。不仅可以实现网侧变换器交流侧单位功率因数控制和直流环节电压控制,对于外部输入扰动和内部参数变动具有较强的鲁棒性。通过仿真研究,验证了该控制策略的有效性。