由于经济的快速发展带来不可避免的环境问题，于是人类将目光投向清洁的可再生能源，并逐渐开发和利用。作为可再生能源之一的风能，因其拥有巨大的存储量和潜能而被世界各国列为能源战略的重要部分。随着风电规模在电网中的比例不断增加，风电机组与电网之间的互相影响也越来越明显。双馈风力电机(DFIG)凭借其优点成为目前风力发电的主流机型。但是当电网故障导致网侧电压跌落时，DFIG可能会大面积脱离电网导致电能严重损失。因此，DFIG的低电压穿越(LVRT)的实现成为急需解决的问题。
　　本文以双馈风力发电系统为对象来研究风电机组的低电压穿越能力，从两个角度切入：单台风机中，通过对传统撬棒（Crowbar）保护电路进行改进从而提高低电压穿越能力；风电场层次配置无功补偿装置与改进后的撬棒电路协调应用来提高低电压穿越能力。
　　本文首先分析DFIG的基本结构和运行原理，推导出ABC三相静止坐标系下和d-q两相同步旋转坐标系下的双馈感应发电机数学模型；然后推导了网侧和转子侧PWM变流器的数学模型，并介绍了定子磁链定向和定子电压定向两种矢量控制技术，为双馈风力发电机组的建模奠定理论基础。推导出了当电网发生三相短路故障时，双馈风力发电机转子电流表达式；根据对表达式和等效电路图的分析，提出了一种撬棒保护电阻串联电感来提高DFIG低电压穿越能力的技术。通过PSCAD/EMDTC建模分析和比较了传统撬棒电路与改进型撬棒电路对双馈机组故障穿越能力及其故障期间瞬态性能的影响，验证了该技术的有效性。基于静止同步补偿器（STATCOM）的工作原理，能在一定的控制策略下向电网提供无功进而调节电网电压，故在双馈风电场中配置STATCOM配合改进后的撬棒电路。两者共同作用，解决了电感的加入对机组无功功率带来的影响，抬高了风电场并网点电压，并控制转子电流，从而提高DFIG的低电压穿越能力。最后建立仿真模型验证了该策略有效提高了风电场低电压穿越能力。