随着能源安全问题日益突出,大力发展可再生能源当前主要潮流。风电作为一种清洁环保的可再生能源得到了广泛的关注,但是,大规模风电并入电网之后弱化电网的频率动态特性,容易造成高渗透率风电并网系统的等效惯量缺失和电网频率失稳等问题,为了解决这一问题,众多的学者引入虚拟同步技术,而传统的基于减载运行实现虚拟同步化控制的方式造成了风能的浪费。本文以基于转子动能的双馈风机虚拟同步化控制为研究目标,同时对不平衡电网电压下的双馈风机虚拟同步化控制(DFIG-VSG)进行改进,主要研究内容如下首先,分别在三相静止坐标系和两相dq旋转坐标系下推导了双馈风力发电机的数学模型,分析了双馈风电机组机侧和网侧变流器的控制目标,建立了基于矢量控制的网侧变流器和基于功率解耦矢量控制的转子侧变流器控制框图,为后续双馈风机虚拟同步化控制研究奠定基础。然后,分析了双馈风机的有功控制方法,并基于此分别建立了基于转子动能控制的电流控制型和电压控制型的双馈风机虚拟同步控制策略。其中电流控制型DFIG-VSG控制策略是将附加惯量与传统功率解耦电流环控制和转子电流模型预测控制相结合,实现惯性响应的目的;电压控制型DFIG-VSG控制策略主要通过模拟同步发电机的励磁特性和调速器模型,以提高整个系统的抗扰动能力和稳定性。最后在电网电压发生跌落故障时,仿真验证的电流控制型和电压控制型虚拟同步策略的有效性。最后,针对故障下双馈风力发电机VSG控制策略,首先在不平衡工况下对双馈风力发电机的运行特性进行了分析,并采用降阶广义积分器实现了对电流的正序与负序的分离。为了实现故障时双馈风力发电机输出电流、有功功率及无功功率的稳定性的目标,本文提出了基于VSG控制策略下正序电流补偿量控制策略。通过参照不同的目标,选择相应的电流控制指令,可实现多目标综合补偿的要求。最后在Matlab/Simulink中仿真验证了该控制策略的有效性。