近年来风电并网规模不断扩大,风电与电网的交互作用也越来越密切,电力系统的运行控制与动态特性正在发生巨大转变,给电网的安全稳定运行带来极大挑战。尤其随着电网进一步变弱,在电网故障下并网点电压更易受风电机组自身输出的影响,使得锁相同步型风机同步失稳的风险大幅度提高。因此,如何提高弱电网故障下风电机组的同步运行能力,已成为未来新能源电力系统亟待解决的问题。另一方面,在风电渗透率较高地区,电网故障引起风机进入低穿控制容易损失大量有功功率,从而引起系统频率快速跌落。因此,在高风电渗透率电网下,如何充分发挥风电场的调节能力减少低穿期间的有功缺额,提升风电在故障期间的频率支撑能力,对于电网安全稳定运行也具有重要意义。本文就风电并网系统故障穿越期间同步稳定控制方法和协调控制策略展开了研究,主要工作如下:1)首先建立基于锁相同步型风机的并网数学模型,然后结合风电机组低电压穿越控制方法研究了弱电网故障场景下风电并网系统的同步特性,在此基础上研究了电网电压跌落程度、电网强度和低穿期间风电输出电流三个因素对系统同步稳定的影响。2)为提高基于锁相环同步的风电机组在低穿期间与系统的同步能力,提出一种基于动态电压反馈的同步稳定控制策略。其中,首先分析了锁相环对风电输出特性的影响,进一步推导出基于锁相环的暂态同步方程,利用等面积法则对低电压穿越期间的同步稳定性进行分析。在此基础上提出一种利用动态电压偏差来调节低穿期间的电流参考值的风机同步稳定控制策略,有效提升风电并网系统在低穿期间的同步稳定性。3)针对高风电渗透率电网下,电网故障可能引起大规模风电进低穿从而造成系统频率跌落的问题,提出了一种考虑有功无功协调的风电场低穿控制策略。设计了风场层协调控制器,充分考虑尾流效应对风机运行状态的影响,并结合无功电流约束和风机自身运行约束,通过优化分配风场内各台风机的电流指令,减少低穿期间的功率缺额,改善系统的频率特性。