近些年来,由于石油能源的日渐枯竭、供能安全以及环境保护的问题,世界上主要的发达国家以及发展中国家已经将目光放到储量丰富的新型清洁能源风能上来。随着风电技术的成熟,如何高效利用风能以及如何提高风电并网过程中的低压运行能力,就成为了一个具有重大意义的研究课题。本文主要针对永磁直驱风力发电机组的低电压穿越技术进行研究。为了实现在风力发电过程中的最大风能捕获和变桨控制,以及提高风力发电机组的低压穿越能力,本文均提出了相应的改进方案。针对文中所提方案,本文还对其进行了仿真建模,证明了这些方法的可行性和合理性。首先,本文对永磁直驱风力发电系统的总体结构进行了介绍,并且搭建了拓扑结构。同时对风力机、永磁同步发电机以及机侧和网侧的变流器进行了理论阐述,并且给出了相应的数学模型。此外,本文对风力机和永磁同步发电机进行了Matlab/Simulink仿真建模,并给出了相应的参数设置,验证了风机数学模型的正确性以及永磁同步发电机参数设定的合理性,为后续的控制策略研究提供了理论依据。其次,本文主要针对风电系统的并网技术进行了研究。针对机侧的控制目标,对于风速低于额定风速的情况,根据传统爬山搜索法的不足,然后基于传统爬山搜索法提出了一种结合功率信号反馈法的混合爬山搜索法,实现了在快速变化风速下的最大风能捕获;针对风速大于额定风速的情况给出了PI控制变桨距角系统,实现了使系统工作在额定功率状态;针对网侧变流器的控制,本文提出了一种基于端口受控哈密顿系统的网侧变流器控制策略,能够较好地实现风电系统的并网。然后,针对电网对称故障下的低电压穿越控制策略进行研究,对直流保护和无功支持进行了方案设计。对于直流保护方面,本文采用在直流侧并入耗能电路;在无功支持方面根据低电压穿越标准,设计了网侧无功补偿策略。结合两种方案的低电压穿越控制策略,保证了电网故障时直流母线电压不会过电压以及为电网恢复提供无功支持,并搭建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该方案能够实现电网对称故障下的低电压穿越。最后,针对电网非对称故障下的低电压穿越控制策略进行研究,本文先提出了一种电压快速正负序分离方案,提高了系统的快速性,然后采用端口受控哈密顿系统(PCH)将传统的双控制环路简化成一个,使得控制系统不需要对电流进行正负序分离,提高了系统的实时性;最后基于传统参考电流的给定方案,本文对其进行了简化,取消了传统方案中复杂的矩阵计算,使得系统更加简单。并且本文基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了仿真模型进行验证,仿真结果表示,本文所提方法能够较好实现电网非对称故障下风电机组的低电压穿越。