随着风力发电机的大量并网,风电对电网的影响不断增大。双馈风力发电系统作为大容量风力发电机的主流机型,由于定子侧直接与电网相连,电网的任何故障都会对并网风机的运行带来影响。在电网中发生最多的是单相接地故障,当电网发生不对称故障时,双馈风力发电系统中风机三相绕组发热不平衡,严重时会引起过流；有功功率、无功功率以及电磁转矩出现2倍频脉动；网侧变换器交流侧产生负序电流,直流侧电压存在2倍频脉动,严重影响系统的正常运行。本文通过对电网电压正常情况下双馈风力发电系统模型和控制方法的分析研究,设计了基于转子电流的无速度传感器,应用模糊控制技术对无速度传感器进行了优化,提出了基于转子电流的模糊双馈风力发电机无速度传感器控制技术。通过仿真实验,验证了应用模糊控制技术的无速度传感器具有更高的估测精度和动态性能。通过分析双馈风力发电系统转子侧和网侧变换器在电网电压不平衡条件下的数学模型,设计了基于双dq-PI控制器的控制策略,并根据网侧变换器和转子侧变换器在控制上的无源性特点,提出了基于无源性理论的双dq非线性控制策略,通过两侧变换器正、负序dq电流的控制,实现双馈风力发电系统在电网电压不平衡条件下的控制目标。仿真验证了网侧变换器和转子侧变换器单独控制的控制效果；并对网侧变换器和转子侧变换器联合控制中非线性控制器的控制效果进行了仿真实验。仿真结果证明所设计的基于无源性理论的双dq非线性控制器能够有效地抑制双馈电机电磁转矩、系统有功功率和直流电压的2倍频脉动,且受电机参数的变化影响很小。与双dq-PI控制器相比,基于无源性理论的双dq非线性控制器具有良好的鲁棒性和动态性能,提高了双馈风力发电系统对电网不对称故障的穿越能力。最后,本文设计了网侧变换器的硬件实验平台,对网侧变换器进行了实验研究。