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随着风电的大规模开发和并网规范的日趋严格，低电压穿越(Low Voltage Ride Through, LVRT)能力成为并网风电机组的一项必备要求。在多种风电机型中，双馈机组(Doubly Fed Induction Generator, DFIG)因具有变流器容量小、成本低等优点而成为近十年来的主流机型，不过其自身结构特点使其LVRT较为困难。目前，一般采用附加撬棒电路的方案来实现 LVRT，但撬棒投入期间机组不再受控并带来吸收无功、电磁转矩脉动等问题，同时安装撬棒电路还会增加机组的硬件成本。因此，研究双馈风电机组的无撬棒LVRT技术具有重要的理论和现实意义。 在不借助撬棒等附加硬件的情况下，要实现LVRT只能通过优化变流器的励磁控制算法来提高现有硬件的利用效率，从而在并网规范要求的所有电网故障下都避免变流器过压过流。目前，基于优化控制算法的LVRT方案在穿越电网轻度故障时已取得不错的控制效果，但在穿越电网严重故障时尚存在一些困难。在此背景下，本文围绕着双馈风电机组在电网严重故障下的LVRT励磁控制技术展开研究： 1)鉴于双馈机组 LVRT期间的变流器过压过流问题主要是由故障期间的转子感应电动势(Electromotive Force, EMF)引起，本文研究了计及转子电流影响的EMF暂态特性，并结合典型MW级双馈机组参数量化了EMF暂态特征受到励磁调控影响的范围，为后续章节以EMF为起点研究变流器容量约束下的励磁控制奠定理论基础。 2)鉴于转子侧变流器(Rotor-side Converter, RSC)有限的容量是电网严重故障时励磁控制的主要约束条件，本文提出了一种求解 RSC电压输出能力被充分利用时对应最小故障电流的计算方法，用于评估变流器容量约束下的励磁控制LVRT最大能力。首先抛开具体的控制方法，分析了 EMF超过直流母线电压时的转子电流时域行为，得到了RSC输出电压在不同时段应具有什么样的特征才能使转子电流的峰值最小化；基于该时域分析，提出了故障电流最小峰值的计算方法并推导出该峰值与电网故障、机组参数、故障前初始工况等多种因素的解析表达式。仿真结果验证了理论计算的准确性，同时也证明了该最小峰值可以实现。根据前述计算，从两个方面评估了励磁控制的LVRT极限：1)给定机组硬件下所能穿越的最大故障深度，2)穿越某一电网严重故障所需的变流器最小容量。该结果可为双馈机组变流器的容量设计优化提供参考。 3)针对电网严重故障时需改进控制指令才能维持系统可控而现有指令改进方法依赖磁链观测的问题，本文提出了无需磁链观测的电流反向跟踪控制来生成合适的暂态控制指令。首先分析了 RSC输出电压约束下的系统可控运行范围，指出在电网严重故障时转子电流指令中应包含有一定的暂态、负序故障分量才能维持系统可控；然后利用并网DFIG定转子电流之和基本恒定的固有特性，提出了控制转子电流以一定比例系数跟踪定子电流的控制方法。通过设计合适的跟踪系数使对应转子电压电流的幅值都限定在 RSC容许范围内从而维持系统受控，不仅可在电网严重故障下抑制变流器过压过流，还可抑制电磁转矩脉动。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。 4)针对 LVRT期间电流指令和扰动都异于正常工况导致电流内环难以实时准确跟踪控制指令的问题，本文提出了一种利用电流指令和 EMF构成复合前馈的控制方法来提高电流环的跟踪控制能力。首先将通常以数学形式存在的比例-积分-微分(PID)等控制器转化为由电阻、电容、电感等元件构成的串并联支路，再与主电路中的电气元件组合，建立了电流闭环控制系统的等效电路模型，然后从电路角度直观分析了控制器结构及参数对变流器闭环调控下动稳态性能的影响；根据该等效电路模型，指出电流闭环控制下有且仅有两种可消除指令跟踪误差的运行模式，根据其中之一提出了基于电流指令和EMF复合前馈的控制方法来提高双馈机组LVRT期间的电流控制精度，并通过仿真和实验验证了该方法的有效性。