大规模开发风电是贯彻“碳达峰、碳中和”国家战略的重要举措。我国风能资源与负荷中心在地理上呈逆向分布,大型风电场大多位于电网末端,且广泛采用远距离输送的消纳模式,因此风机往往运行于弱电网条件。弱电网下,风机与电网之间会产生复杂的交互作用,易于造成机组失稳甚至威胁电力系统的安全稳定运行。为此,国内外学者针对弱电网下小扰动稳定性开展了大量研究工作,但是较少涉及弱电网故障期间的小扰动失稳问题,存在失稳机理不明、稳定控制方法缺失等关键问题亟待解决。针对该挑战,本文将研究弱电网故障持续期间双馈风电机组小扰动稳定性与优化控制方法,主要研究内容包括:（1）基于谐波线性化理论,建立了计及锁相环和电流环影响的双馈风电机组序阻抗模型,揭示了双馈风机多个控制环路与弱电网的交互耦合关系。采用谐波注入的阻抗测量方法,对双馈风电机组序阻抗模型进行了时域扫频验证,并研究了不同锁相控制参数、电流控制参数以及稳态工作点等因素对序阻抗特性的影响规律,为后续小扰动稳定性的研究奠定了基础。（2）基于所建立的序阻抗模型,采用奈奎斯特（Nyqusit）稳定判据,分析了双馈风电机组在弱电网故障持续阶段的小扰动稳定性,揭示了电网强度、故障深度、故障距离、转子电流指令、电流环/锁相环控制参数等多重因素对稳定性的影响规律,并给出了可提高小扰动稳定性的关键控制参数优化设计建议。最后,在1.5 MW双馈风电机组仿真系统中验证了前述分析结果的正确性。（3）从定位扰动源的视角,分析并揭示了弱电网下锁相动态对双馈风电机组电流控制的扰动机理,据此提出了一种基于锁相环扰动补偿的小扰动稳定控制方法,并对比分析了不同扰动补偿方法对稳定性的改善效果。该控制方法可有效提升双馈风机在弱电网故障持续阶段的小扰动稳定性,且无需切换控制器参数或改变锁相控制结构。最后,在2.5 k W双馈风电实验平台上验证了所提控制方法的有效性。