随着全球化石能源的枯竭与环境问题日益严重,包含风能和太阳能在内的可再生能源的开发与使用越来越受到人们的重视。在已安装的风力发电机中,虽然双馈类型的风机仍占很大比重,但永磁直驱风力发电机由于选用了多磁极低转速的永磁同步发电机,省去了了增速齿轮箱环节,因而大大地降低了生产和维护的费用,同时减少了噪声污染。采用全功率变流器的变速恒频发电方式,不仅提高了运行的可靠性,而且大大的提高了风能利用效率,因此永磁直驱风力发电系统日益受到人们的青睐,成为研究的热点。本文研究了永磁直驱风力发电机的控制策略,并在DIgSILENT中做了仿真研究,为实际应用提供了理论依据。首先对包含风轮机、变桨系统、传动链在内的动力系统进行分析,建立了数学模型并在DIgSILENT中进行了模型的搭建。然后阐述了风力发电系统控制中常用的坐标变换理论以及在DIgSILENT中几种常用的参考坐标系,分别在abc三相静止坐标系与dq旋转坐标系建立了永磁同步电机与变流器的数学模型。在上述分析的基础上,对机侧和网侧变流器的控制策略进行了研究,对于网侧变流器采用电网电压定向的控制策略,以此实现有功和无功功率的解耦控制;对于机侧变流器,分析了最大功率点跟踪原理、转子磁链定向原理,并据此采用了零d轴电流控制策略。在DIgSILENT软件平台上对上述模型在变风速情况下进行了仿真分析,验证了所建立模型的准确性以及控制环节的有效性。根据法国Namibian电网对新能源的并网要求,搭建了包含三台永磁直驱风力发电机组的风电场,设计了包含功率因数控制、有功控制、频率响应和无功电压控制在内的风电场并网控制器,通过软件平台对上述的并网控制器进行了仿真。最后,介绍了低电压穿越的基本原理以及相关标准。着重分析了低电压穿越期间,网侧变流器和直流侧的动态特性。阐述了当前常见的直流侧电压保护方案,针对采用DC-Chopper的方案进行了改进,提出了基于采用双耗能电阻的直流侧保护方案,并提出了对于耗能电阻阻值的估算方法。最后通过仿真对比,验证了所提保护方案的可行性与正确性。