全球范围内的能源危机、环境污染以及气候变化等因素使各国高度重视可再生能源的利用。风力发电在电力生产中所占的比重越来越大,对电力系统安全稳定运行带来了新的挑战。研究大容量风电场与电网之间的相互影响、电网对风电的相应要求是风电技术的一个重要课题。本文对双馈风电机组的数学模型、电磁暂态分析理论、低电压穿越方案及其对电力系统小干扰稳定的影响等方面展开研究。简明实用的数学模型是解决实际问题的理论基础,本文建立了双馈风力发电系统的数学模型,包括风力机模型、轴系模型、桨距角控制模型,推导了双馈感应电机在三相静止坐标系和两相任意速旋转坐标系下的数学模型。考虑到传统的双馈感应电机暂态分析方法进行了一系列的省略及近似,误差较大,本文在两相静止坐标系下双馈感应电机的数学模型的基础上,精确计算了基于撬棒保护的双馈感应电机在电网对称故障下的稳态分量和暂态分量。提出了一种新型阻容式Crowbar电路结构,利用精确的转子电流表达式,确定了阻容式Crowbar电路的参数,优化了Crowbar电路的投入方案。基于DIgSILENT/PowerFactory搭建了用于分析双馈风电机组低电压穿越的仿真模型,仿真的结果表明,本文提出阻容式Crowbar电路及投切策略合理,低电压穿越效果优于传统方案。最后,建立了双馈风电机组的小干扰稳定模型,分析了大容量双馈风电场接入实际电网对系统小干扰稳定的影响。特征值计算结果表明,双馈风电场的接入没有改变系统原有的机电振荡模态,但会新增一种特殊的振荡模态；在合适的风电穿透率与输电距离下,双馈风电场有助有改善系统的阻尼特性。