随着人们环保意识的增强，风能作为一种清洁的可再生能源，受到了世界各国的高度重视，风力发电已成为各国能源发展战略的重要方向。直驱式永磁同步风步发电机组因省去了齿轮箱和励磁绕组，具有结构简单，控制灵活等诸多优点而成为主流机型。直驱式永磁风力发电机组经过背靠背全功率变流器跟电网相连，电力电子器件对电网故障敏感，当电网电压跌落时，风电机组脱网运行会对电网的稳定性造成严重影响。所以本文主要针对提高直驱永磁风力发电机组的低电压运行能力展开相关研究工作。首先，通过对风力发电的发展现状和大规模风电并网后对电网稳定性可能造成的影响进行了阐述，指出了对直驱型风力发电机组低电压运行能力进行理论研究的必要性。其次，分析了直驱型风电机组的工作特性和运行原理，构建了基于dq同步旋转坐标系的永磁同步电机和全功率变流器的数学模型。在此基础上，分析了以发电机转速为控制目标最大风能捕获控制策略，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。然后，研究了当电网电压跌落时直驱永磁风力发电机组的运行特性。提出了一种新的低电压穿越协调控制策略，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PSCAD/EMTDC中建立了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，设计电网电压轻度跌落和深度跌落两组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。