当今时代,经济和科技飞速发展,这使得人们对电力的需求急剧增加。此外,能源短缺和环境问题成为当今关注的焦点。这都促使可再生能源(如风电、光伏等)发电在社会的发展中扮演愈发重要的角色。风能发电由于其在可再生能源的有效应用而备受关注。永磁直驱风力发电机组采用电机直驱和全容量并网发电方式。其发电效率和运行可靠性较双馈发电系统大幅度提高,在大型风力发电领域正得到广泛应用。为了符合新规定的智能电网的电能质量需求,要求在一定程度的电网电压和机侧功率波动下风电机组能保持不脱网运行,必须对风电系统的并网逆变器进行控制。因此,进一步研究永磁直驱风力发电系统的控制策略,提高其故障穿越能力就具有重要的现实意义。本文建立了永磁直驱风电系统在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型。主要包括永磁直驱风力机的基本结构、正常运行时风电系统并网逆变器的电压定向矢量控制策略、两电平空间矢量调制策略。此外,基于能量守恒定律分析了永磁直驱风电系统在机侧、网侧功率平衡和不平衡条件下直流母线电压的暂态特性。针对传统PI控制响应速度慢、抗扰性差、容易出现超调、交叉解耦设计复杂等缺陷,本文分别对电流环和电压环进行改进。对于电流环,用结合校正环节的自抗扰控制器(LADRC-C)代替传统PI控制器,并在频域分析其稳定性、收敛性和抗扰性。对于电压环,引入模糊自适应控制器,令控制器在系统在运行中自适应调节线性反馈率环节中的系数,改善系统暂态过程,使其能在复杂的工况中实现参数的自动寻优。再者针对模糊自适应控制器中积分环节使系统产生反应迟钝、易发生震荡和控制量饱和;微分环节因噪声信号而无法使用;模糊自适应控制器投入成本过高等问题。本文在模糊自适应PI控制器中引入线性扩张状态观测器(LESO),并在LESO中融入风电系统部分模型信息。一方面避免积分环节的负作用,并使微分环节能够应用于实际系统,另一方面降低了对模糊自适应控制器的采样精度要求进而减少了运算器的运行负担。最后利用MATLAB/Simulink数字仿真平台研究了应用LADRC-C和结合LESO的模糊控制策略(FLS-LESO)的永磁直驱风电系统处于电网电压平衡跌落、不平衡跌落、以及机侧突然加载、减载工况时的故障穿越能力。并在3.6MW电机组风场全真模拟平台验证了本文所提控制策略的有效性和可行性。