风力发电近几年成为了新能源发电中最重要的组成成分,并且在电网中的渗透率不断上升,风电机组在电网故障期间退出运行会危害电网的可靠性。现今,很多国家已经出台了相关的电网故障时的运行标准,要求电网故障导致电压跌落时风力发电机不脱网运行,并向电网提供无功功率支持,直到恢复正常运行,“穿越”电网故障时期。直驱永磁风力发电机组以其结构简单、维护成本低、转换效率高、可靠性高等优点,在风电市场中的比重越来越高。本文主要研究直驱永磁风电系统中的低电压穿越技术,分别分析讨论了风电系统在对称故障情况下和不对称故障情况下的低电压保护技术,并通过MATLAB仿真验证了理论研究的正确性。首先,总体介绍分析了直驱永磁风电系统的数学模型和基本控制方法,包括风力机的基本特性,风能转化为电能的机理,建立了直驱永磁发电机的数学模型。研究了PWM机侧变流器的数学模型,并介绍了传统的转子磁场矢量定向i_d=0控制策略。通过对双PWM变流器之间的能量传输特性,分析了中间直流环节的数学模型。介绍了网侧变流器的数学模型,以及基本的电网电压定向矢量控制策略。为研究直驱永磁风电系统低电压穿越技术,提供了基本数学模型和理论基础。其次,讨论了对称故障时,电网电压跌落对风电系统运行的影响。针对出现在直流环节中的不平衡功率,介绍了传统的保护方法,并且根据现有方法的不足,提出了一种基于线性自抗扰控制的crowbar卸荷电路的改进低电压穿越技术,消耗直流侧的多余不平衡功率。并且联合网侧逆变器在故障时,运行于STATCCOM的无功控制策略,向电网恢复提供无功支持,提高了风电系统的LVRT能力,仿真验证了控制策略的有效性。最后,分析了直驱永磁风电系统在不对称故障下的运行特性,详细探讨了不对称故障正负序分量的原理和常规分离方法,提出了一种改进的正负序分离方法,并应用到网侧逆变器正负序电压分别定向矢量控制策略,抑制直流母线电压的波动。以及在直流环节加装crowbar卸荷电路,消耗多余能量,二者联合,提高风电系统在不对称故障下的LVRT能力,仿真验证了保护方法的有效性。