能源的不断消耗与环境的逐渐恶化已经成为世界各国共同关注的话题。作为一种可永久使用的清洁能源,风能得到了越来越多的重视。风力发电技术的快速发展,带动了风电产业的迅速繁荣。风力发电机组已经由初期的恒速恒频(CSCF)风力发电发展到现在的兆瓦级变速恒频(VSCF)风力发电。其中,双馈电机(DFIG)变速恒频风电机组由于自身的各种优点已经成为风力发电的主流机型。采用双馈电机的风力发电系统具有变速运行、四象限潮流控制、改善电能质量、变频器容量小等优点,在风力发电中被广泛使用。文章分析了双馈电机的基本结构、运行原理、能量流动关系,建立了双馈电机数学模型。在此基础上建立了转子侧变换器与网侧变换器的控制系统。转子侧变换器采用定子磁链定向的矢量控制,实现了变速恒频以及有功和无功的解耦控制。网侧变换器采用电网电压定向的矢量控制,实现直流电压的稳定及网侧的单位功率因数控制。介绍了低电压穿越的概念以及我国风力发电系统的低电压穿越标准,详细推导了计及网侧电压变化的双馈电机模型,并给出了相应的改进控制策略。本文以电力系统仿真软件Matlab/Simulink为平台,对兆瓦级变速恒频双馈电机进行了仿真研究。仿真研究中,将所建模型与Matlab/Simulink模型库中的已有模型相结合。风机从接入电网,控制策略切换到发电的全过程仿真表明,能快速地控制发电机的定子电压满足并网条件,实现电机在变速条件下的顺利并网,能够很好的实现功率解耦控制。在电网电压骤降工况下,将改进控制策略与Crowbar保护电路相结合,能够实现低电压穿越的控制目标。