近些年,随着人们对环境问题和可持续发展的重视,风力发电作为一种无污染、用之不尽、取之不竭的清洁能源取得了迅猛发展。但是,风电由于本身固有的随机性和间歇性的影响,大规模的风电并网对电网的影响已不容小觑。相对于双馈风电机组,直驱风电机组省掉了增速齿轮箱,这样不仅提高了工作效率,也降低了运行和维护成本。当前,国内外学者对风电机组的研究主要集中低电压穿越技术探究以及电压跌落对风电机组暂态分析。但是,对于在电网电压骤升下,风电机组高电压穿越下的研究重视不够。对于风电机组电压穿越问题,研究表明:风电机组电压骤升对风机影响更大,为了确保风电场安全、稳定运行,解决该问题已刻不容缓。本文以1.5MW直驱风电机组为研究对象,通过在Matlab/Simulink中建立仿真模型并对所提方法进行仿真验证。本文主要工作如下:第一,建立了直驱风力发电机的数学模型以及网侧变流器的数学模型;对直驱风电机组的机侧变流器和网侧变流器的控制策略进行了研究;给出了1.5MW直驱风电机组仿真模型,为后面研究直驱风电机组的高电压穿越技术奠定了基础。第二,通过对直驱风电机组高电压穿越暂态分析得出实现风电机组高电压穿越的关键在于如何消耗掉故障期间的多余能量,进而根据传统Crowbar耗能电路直流母线电压恢复时波动较大的不足。基于此,提出基于超级电容储能电路和提供无功电流的综合控制,通过仿真验证了该方案的正确性。第三,在风电机组高电压穿越条件下,以直驱风电机组并网逆变器为研究对象,分析了在电压骤升期间并网逆变器能否受控制。研究表明在故障期间并网逆变器有功电流可能受限甚至可能发生失控,一旦风电机组失控,会发生电网能量向并网逆变器倒流进而引发直流侧过电压或者过电流。根据并网逆变器的容量限制以及电网电压与网侧逆变器电压、电流之间的矢量关系,分为三种情况。基于此,提出了综合提高直流母线电压参考值和提供无功电流的方案。为了证明该方案的有效性,将该方案与传统控制进行对比仿真,通过Matlab/Simulink平台仿真证明了本文控制策略的有效性。