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双馈风力发电系统具有有功功率和无功功率可以解耦控制的能力，可以实现最大风能追踪条件下的变速恒频运行，并且变流器容量小于风力发电机组的额定容量，可以有效降低变流器的制造成本，成为当前风力发电系统的主流形式之一。本文以双馈风力发电系统为研究对象，主要研究了双馈风力发电系统稳态控制策略，软并网控制策略，并对三相对称故障下的低电压穿越控制策略进行了研究。在PSIM软件中进行了仿真，并在双馈风力发电系统实验平台上进行了实验验证。 首先，本文详细研究了网侧变流器在三相静止坐标系下的数学模型，讨论了传统的PI控制器的适用范围，分析了三相交流系统中坐标变换的重要性。研究了网侧变流器在两相旋转坐标系下的数学模型，在此基础上比较分析了网侧变流器的电网电压定向矢量控制策略和直接功率控制策略，并在PSIM软件中进行仿真。 其次，研究了双馈电机在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学方程，推导了定子磁链定向的矢量控制方法，研究了定子磁链观测器的设计方法。分析了双馈电机并网前后的数学模型，设计了空载软并网方法。在PSIM中搭建了5MW双馈风力发电机仿真系统，对并网算法和定子磁链定向的控制算法进行了仿真验证。 再次，推导了电网电压三相对称跌落时双馈电机的动态响应过程，分析了转子变流器过流的原因。研究了基于双馈电机定子磁链动态补偿的控制策略和利用撬棒电路实现低电压穿越的控制方法，并进行仿真验证。 最后，搭建了双馈风力发电系统实验平台，在实验平台上完成网侧变流器空载运行实验，双馈电机软并网实验，并网变速恒频运行实验。实验结与理论分析、仿真验证结果一致，表明了本文所研究控制方法的正确性和有效性。