基于双馈感应发电机(double fed induction generator, DFIG)的双馈风电机组是当前风力发电的主要装备，占风电并网容量的比例超过50%。DFIG的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过交-直-交变流器与电网连接，本质上是一种与传统同步发电机异构的电源形态。随着双馈风电机组装机容量不断增加，故障期间其对电网的影响日趋严重，特别是在风电低电压穿越（low voltage ride through, LVRT）要求下，通过与电网之间的相互耦合，使双馈风电机组的故障暂态特性变的更为复杂。双馈风电机组故障电流谐波特性分析属于机组故障暂态分析的重要组成部分，通过对双馈风电机组故障电流谐波成分和含量的分析，有助于加深理解双馈风电机组的故障暂态过程，全面掌握故障全电流特性，对分析风电场输出短路电流对继电保护的影响具有理论指导意义。结合我国风电发展现状及特点，论文对双馈风电机组故障电流特性的研究现状进行了全面综述，并对并网双馈风电机组短路电流对传统电力系统继电保护的影响进行了阐述，在对相关文献进行搜集和整理后，分析了现有研究的特点和存在的问题，指出当前针对双馈风电机组故障电流谐波特性的研究还未引起足够重视。基于双馈风电机组的结构特点，通过空间坐标变换，分别在三相静止坐标系和同步旋转坐标系内建立了双馈感应发电机的瞬时值模型及综合矢量模型，阐述了模型的理论基础；结合双馈感应发电机定、转子间电磁耦合关系以及磁路特点，建立了双馈感应发电机的谐波等效电路；随后，以矢量控制为基础，建立了转子侧变流器和电网侧变流器的控制模型，明确了变流器控制对双馈风电机组输出电气量的调控作用。为了全面分析与计算电网故障期间双馈风电机组转子故障电流的谐波分量，论文考虑转子侧变流器励磁调节对转子故障电流谐波分量的影响，通过建立转子侧变流器控制回路内的转子电压、电流指令值表达式，推导得到转子故障电流谐波分量的解析表达式，分析了转子故障电流中特定次谐波分量的产生机理，并通过仿真和实验验证了分析的正确性。为分析双馈风电机组定子短路电流谐波分量对电力系统继电保护可能造成的影响，论文研究了电网故障期间双馈风电机组定子短路电流的谐波特性。基于双馈风电机组的综合矢量模型，分析了Crowbar动作后的定子短路电流转速频谐波分量特性；基于转子侧变流器控制对定子短路电流谐波特性的影响分析，解释定子短路电流二次谐波的产生机理并推导二次谐波的解析表达式，指出在变流器矢量控制下双馈风电机组产生的定子电流二次谐波可能威胁变压器二次谐波制动的可靠运行。通过短路实验和时域仿真验证了上述分析的正确性。