由于化石燃料的过度使用造成了能源的枯竭和环境的污染,人类面临的能源危机和环境危机正在不断加剧。为了缓解危机、谋求出路,人们逐渐把目光转向了以风能、太阳能为代表的清洁能源。随着风电并网规模的增加,其随机性、间歇性、不可控性,给风电并网电压的稳定性带来了巨大挑战,其中以并入电网后无功电压的调控问题尤为突出。因DFIG具有独特的有功、无功解耦能力,使其成为目前风机的主流,所以对双馈风电并网系统暂态电压稳定性控制策略研究的课题极具理论意义及使用价值。该课题主要的研究内容如下:首先,分析了DFIG的基本结构及其三种不同的运行状态,依据电机基础理论分别建立了双馈风力发电机组的风力机、齿轮箱、发电机以及网侧变流器的数学模型。分析了暂态情况下DFIG内的定、转子电流和直流母线电压各物理量的特性。其次,对DFIG单机进行控制和保护,针对传统Crowbar保护电路转子限流和直流母线限压不能兼顾的矛盾,采用了可调电阻值的Crowbar保护电路,通过仿真验真了该保护电路提高了DFIG的低电压穿越能力;接着针对可调Crowbar保护电路投入后迟滞机端电压恢复的问题,在转子侧加入模糊PI矢量电压控制,在网侧引入电压前馈补偿项,去抑制转子过流、直流母线过压。仿真表明该协调控制进一步增强的DFIG故障下的低电压穿越能力。最后,从风电场角度出发,针对风电机组端电压偏差较大时易引发机组脱网事故,为提高风电场并网运行的电压稳定性和安全性,提出了计及风电机组机端电压偏差的无功优化方法。首先建立风电场内馈线电压、无功分布对风电机组机端电压影响的数学模型,利用网络分析法约束风机无功出力范围;然后建立以风电场并网点电压和机端电压偏差最小为目标的无功优化模型,采用智能粒子群法对所建模型求解;最后以新疆某实际风电场为例进行仿真验证仿真。结果表明该控制方法可增强风电并网点电压的稳定性,降低风电场内机组机端电压的偏差,提高风电并网的可靠性。