随着各类型风电机组运行性能的深入研究以及风电产业的迅速发展,可以实现灵活选择合适投建的多种风电机组类型形成混合风电场,特别是由永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)和双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)这两种主流机型形成的混合风电场,将成为未来大容量风电场建设的趋势,其可利用不同类型风电机组的运行特性进行风电场之间的协调运行从而提高并网系统的不脱网安全稳定运行性能。我国风电场大多处于偏远地区,所接入电网较为薄弱,电网电压故障现象时有发生,因此在电网电压故障下,通过混合风电场中不同类型风电系统之间的协调控制,有望提高整个混合风电场的故障穿越能力。本文针对由DFIG风电系统和PMSG风电系统组成的混合风电场,从增强电网故障下混合风电场的故障穿越能力的角度出发,对混合风电场在电网故障条件下的运行与控制展开相关研究。首先,在对DFIG风电系统和PMSG风电系统的数学及控制模型的详细分析基础上,建立了含DFIG和PMSG的混合风电场的集中等值模型,并通过仿真验证了所建模型的正确性以及分析了混合风电场的稳态运行特性。其次,详细分析了电网对称故障下DFIG风电场和PMSG风电场的无功电流极限,提出电网导则要求下各个风电场的低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)控制策略。基于此,并结合风电场时空分布特性,研究混合风电场协调控制策略,为电网提供满足要求的最大暂态无功支撑,并对其在全工况下的有效性进行仿真验证。然后,详细分析了电网不对称故障下DFIG风电场和PMSG风电场的运行特性,研究不对称故障下各个风电场的改进控制策略及其电流指令算法。基于此,研究了电网不对称故障下混合风电场的协调控制策略,提高了并网风电系统的故障穿越能力和安全稳定性,并对其在全工况下的可行性进行了仿真验证。最后,搭建了含DFIG和PMSG的混合风电实验系统,并对电网对称故障下混合风电系统的运行特性和所提控制策略进行实验验证。本文所做的研究工作为提高电网故障下混合风电场的不脱网安全稳定运行能力及其故障穿越能力提供了理论依据,为大规模并网风电系统的发展奠定基础。