伴随着清洁能源逐步弥补化石能源的短缺，风力发电作为清洁能源利用的一种形式备受关注。直驱永磁（D-PMSG）同步风力发电机组由于其简化的传动链结构提高了机组运行效率，同时全功率变流器的存在提高了机组的故障穿越能力，从全球范围来看其商业应用所占比重逐步提高。在其机侧变流器实现最大风能跟踪，网侧变流器稳定直流母线电压的传统控制策略中，D-PMSG同步风电机组在低电压穿越（LVRT)期间，为避免直流母线电压泵升过高影响系统正常运行，往往通过直流链添加卸荷电阻以热能的形式消纳不平衡能量，降低了机组的运行效率。而交换两侧变流器控制目标后形成的基于转子储能方式实现故障穿越的控制策略，在故障穿越过程中存在机组过速问题。鉴于此本文对于D-PMSG同步风电机组对称故障穿越控制策略做了深入研究，主要工作如下：　　①从系统的角度出发，对D-PMSG风电机组进行数学建模。通过引入传统控制策略，在此基础上研究了基于转子储能方式下的控制策略。通过一台1MWD-PMSG同步风力发电机组的仿真模型，稳态运行情况下仿真对比传统控制策略验证了基于转子储能控制策略的正确性和可行性。　　②分析了基于转子储能方式下D-PMSG同步风电机组抑制直流母线电压波动的机理。交换变流器的控制目标后直流母线电压的稳定由电机侧变流器完成，电网发生三相短路故障不会对电机侧变流器产生直接影响，而直流母线电压的稳定是电压源控制型全功率变流器稳定运行的关键。该控制策略将故障期间直流链两侧的不平衡能量转移到电机侧，通过转子加速以其动能的形式加以存储，从而提高机组的整体运行效率。通过不同深度的电网电压跌落情况下的仿真，验证了该控制策略的有效性。　　③针对仅仅依靠转子储能方式实现LVRT期间存在的诸如电机过速与系统恢复缓慢等问题，研究了协调转子与超级电容储能的控制策略，通过超级电容储能系统对故障期间直流侧的不平衡能量的吞吐，将上述问题加以解决。仿真结果证明所研究控制策略进一步提高了D-PMSG机组在故障穿越期间的运行可靠性。　　④分析了机组电网电压跌落故障清除瞬间产生的电压骤升故障的原因。针对基于转子储能控制方式实现故障穿越存在的不足，研究了协调风能跟踪优化与无功功率控制的电网电压骤升故障穿越控制策略，仿真验证了该优化控制策略有效地改善了机组的电网电压骤升故障穿越能力。