直驱风电机组目前采取的低电压穿越控制策略主要应对电网发生对称故障的情况,但长期运行经验表明,电网故障中不对称故障占有较大比重,在不对称故障穿越过程中,变流器直流侧电压上升并伴有二倍频波动,严重影响机组变流器正常运行,增大直驱风电机组由故障导致大规模脱网的风险。本论文以此为背景,展开了直驱风电机组不对称故障穿越直流电压二倍频波动抑制研究。首先,引入正反向旋转坐标系,建立机侧整流器正反向序分量数学模型且分别给出等效电路,引入正负序同步旋转坐标系,建立网侧逆变器正负序分量数学模型且给出等效电路;在数学模型的基础上,阐述电网稳态运行时直驱风电机组机侧和网侧控制策略且给出控制框图;对并网电压不对称时机组输出功率进行理论推导,将其分解为六个功率分量,在此基础上从能量守恒角度,采用解析方法分析直流侧电容电压波动产生原因。其次,分析本文中基于构造旋转向量的瞬时对称分量法和基于陷波原理的瞬时对称分量法;给出同步发电机各电气量在正反向旋转坐标系中构成的向量图,在此基础上对同步发电机定子侧输出的二倍频功率分量进行理论推导,得出二倍频功率分量解析表达式,找出决定二倍频功率的变量;在机侧整流器控制策略中引入正反向序分量双电流环结构,使机侧电磁功率中含有网侧相同的二倍频功率,从而提出基于正反向旋转分量双电流环结构的直驱风电机组直流电压二倍频波动抑制策略,并给出控制框图和定子电流参考值设定步骤。再次,依次描绘比例积分控制器、比例谐振控制器以及准比例谐振控制器的波德图,在此基础上对其工作特性进行分析比较,阐述Quasi-PR控制器在控制策略中被使用的原因;基于直驱风电机组在两相旋转坐标系中的机侧等效电路,推导定子输出电磁功率和定子电流交轴分量之间的关系,描述机侧策略中交轴控制环路电流参考值设定步骤,令风电机组机侧有功功率追随馈入电网有功功率,网侧策略引入正负序双电流环结构来抑制并网电流负序分量,进而构成基于准比例谐振控制器的直驱风电机组直流电压二倍频波动抑制策略。最后,对电网故障期间,因采用本文策略引起的发电机转子转速上升进行数学推导,得出故障期间转子转速解析表达式;并根据仿真所得转子波形图,证明抑制发电机电磁功率引起的转子转速上升幅度较小,给风电机组运行带来的危害可忽略不计。本文理论分析了所提的两种控制方案,并以该方案为基础在Matlab/Simulink仿真环境中搭建相应直驱风电机组模型,在采用两种控制方案的情况下,分别对风电机组在电网不对称故障期间的暂态过程进行了模拟研究,并对仿真所得波形进行分析与探讨,由仿真数据可以判定本文提出的两种控制方案对直流侧电压波动可进行明显抑制。