随着化石能源的枯竭和气候变化等问题日益凸显,人类社会面临的挑战愈发严峻,寻求清洁环保、可再生的替代能源成为当务之急。作为在全球范围内广泛分布、储量巨大、技术日渐成熟的风电产业是目前最兼具大规模开发应用和商业前景的发电方式之一。近年来,风电装机容量不断增长,给电网带来的影响也愈加不容忽视。目前世界各国已纷纷制定了风电机组并网标准,其中要求机组在一定的电网故障条件下实现低电压穿越（Low Voltage Ride Through,LVRT）。双馈感应发电机（Doubly Fed Induction Generator,DFIG）具有性能优异、成本低廉、可变速恒频运行等优点,在风电领域占有很高比重。但因定子绕组直接与电网相连,且机组所用变换器容量小,该系统对电网故障更加敏感。在电网电压跌落时,转子更易产生过电压与过电流,进而影响机组稳定运行。为实现双馈机组的低电压穿越,本文首先从DFIG的工作原理角度进行分析,并分别在不同坐标系下对转子侧变换器（Rotor Side Converter,RSC）和网侧变换器（Grid Side Converter,GSC）进行了数学建模及控制策略的确定。并根据故障时DFIG的暂态性能分析,得出机组在电网电压跌落时产生过压和过流的原因。针对这一原因提出了计及转子侧电压与电流的改进磁链跟踪控制策略。根据直流侧不平衡功率分析,为抑制故障期间母线电压的大幅频繁波动,加入了双向DC/DC与超级电容保护电路,并与GSC协同控制。本文以不同控制策略在Matlab/Simulink平台中搭建的双馈风力发电系统模型进行仿真,结果表明本文提出的改进磁链跟踪控制策略可更好地抑制转子过电压与过电流,大幅减小转矩脉动,并为电网提供无功支撑,且GSC与保护电路协同作用可在故障期间将母线电压基本维持恒定。相对其他文献所提出的低电压穿越技术,本文所设计的方案不仅满足我国风电并网导则的要求,且可更好地提升机组LVRT能力。最后完成了双向DC/DC变换器的硬件电路与软件程序设计及样机搭建工作。通过调试与实验,得到了变换器分别在Buck及Boost模式下的工作波形,验证了该保护电路可实现能量的双向流动并使母线电压维持稳定,进一步提高了双馈机组的低电压穿越能力。