随着风电机组并网装机容量占比逐年增加,对电网的影响也越来越大。为保证风电并网以后电力系统的安全稳定运行,风电场必须具备与传统电厂相似的电网故障穿越能力,在电网故障后具有继续并网运行的能力,即低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力。双馈异步风力发电机(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)为风电机组中的主流机型,但也存在严重的LVRT问题,它的定子侧通过变压器直接上网,易受到电网故障扰动的影响而脱网,所以如何提升DFIG的LVRT能力成为了备受关注的问题。本文以此为研究主题,运用自适应控制理论对其进行了深入的研究。首先,本文从DFIG的基本电磁关系出发,采用机理分析法建立了含自适应撬棒(CROWBAR)电阻的DFIG在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系中的数学模型。并分析了DFIG定子侧和转子侧的内外环控制策略以及控制参数的确定方法,接着选择合适参数对DFIG的稳定工作状态进行理论分析和仿真验证。其次,本文对电网故障时DFIG的暂态电磁现象进行了重点分析。从DFIG的定子暂态磁链出发,采用叠加定理推导出了电网故障后不同阶段和不同工况下DFIG的转子励磁电流表达式,并据此提出基于自适应CROWBAR电阻保护和转子变流器调相两种低电压穿越优化策略。考虑到转子变流器调相优化策略的局限性,本文着重研究了基于自适应CROWBAR电阻保护的低电压穿越优化策略。为降低DFIG吸收的无功功率,提高低电压穿越能力,采用了多约束单目标的方法对CROWBAR电阻值进行实时整定优化,得到自适应CROWBAR电阻的函数表达式和控制流程,并在实验模拟机上对基于自适应CROWBAR电阻保护的LVRT策略进行了验证。最后,本文还从静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)的无功补偿原理和拓扑结构出发,分析了三电平电压型STATCOM的数学模型和双闭环控制策略。在自适应CROWBAR电阻保护的基础上,提出基于STATCOM与自适应CROWBAR电阻保护协同控制的低电压穿越策略,并通过仿真和试验进行了验证。结果表明,采用STATCOM与自适应CRWOBAR电阻保护协同控制的方案后,其定子转子电流衰减速度明显加快,而且定子电流的峰值较协同控制前减小1.2pu,转子电流的峰值降低1.0pu,直流母线电压也更加平稳,波动范围仅为5V左右,有效解决了变流器过流过压问题,从而改善了变流器的工作条件,同时提高了机组的LVRT能力。