风能是清洁可再生能源中最具备开发前景的能源之一。全世界风电机组的装机容量逐年提升。双馈风力发电系统(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)以友好并网能力和较高的能量转换效率,成为当今风电研究的热点。本文首先分析了风力机模型,建立了静止坐标系以及旋转坐标系下双馈异步电机的精确数学模型,进而推导DFIG系统基于电网电压定向的恒功率双闭环矢量控制策略以及独立运行时机侧变流器的控制策略。本文在Matlab/Simulink环境中建立理想电网下DFIG系统的仿真模型。针对三相电阻负载不平衡的情况,设计基于PIR控制器的转子侧变流器控制策略,以减小二倍频分量,降低定子电压不平衡度。为了提升DFIG系统的低电压穿越能力,本文研究了加入撬棒保护装置(Crowbar)的DFIG系统。首先推导短路电压与电流的解析表达式,进而建立三相电网对称跌落时系统仿真模型。在仿真实验中记录功率波动、暂态电流峰值、电磁转矩波动等指标评价系统暂态特性,进而分析电网电压跌落程度与Crowbar电阻值对系统暂态响应的影响,最后优化Crowbar的电阻值。本文同时测试了 DFIG系统的阻抗模型,研究了锁相环参数、电流环参数、转速以及设定功率对输出阻抗的影响。分析DFIG系统在感性电网下的稳定性,研究控制参数对系统稳定性的影响,并推导电流环比例系数的稳定区间。最后,本文设计并搭建了额定功率为100W的DFIG实验系统,完成了独立运行恒压实验、负载并网实验以及并网恒功率控制实验。实验结果验证了 DFIG控制策略的正确性。