交流励磁双馈感应发电(DFIG)系统和永磁直驱同步发电系统是目前主流的变速恒频风力发电系统，DFIG系统具有成本低、风能转换效率高、可实现有功功率和无功功率解耦控制等优点，但由于DFIG定子侧直接并入电网，对电网电压波动非常敏感，低电压穿越能力较弱。随着风电穿透率的提高，风电机组对电网影响越来越大，因此，提高机组的低电压穿越能力具有重要意义。
　　为实现DFIG系统的低电压穿越，本文设计了基于短路电流的Crowbar电路;针对DFIG系统机端三相短路故障，从磁链角度导出其转子短路电流表达式及最大短路电流估算式;通过短路电流和网侧变流器的耐受电压，给出Crowbar串联电阻值的整定范围。研究表明，在整定范围内，适当增大Crowbar的阻值，有利于加速暂态电流衰减及提高DFIG系统运行时的功率因数，使系统快速恢复到正常工作。
　　基于PI调节器的传统矢量控制设计，均以双馈发电机的三阶模型为基础，忽略了励磁电流的暂态过程，电网发生低电压故障时，控制性能不佳。为提高DFIG系统的低电压穿越能力，提出自抗扰矢量控制方案，通过扩张状态观测器估计出系统总扰动并给以补偿，削弱故障对控制性能的影响;基于PSCAD/EMTDC平台进行暂态仿真研究;比较传统PI控制、改进控制及自抗扰矢量控制，结果表明，自抗扰矢量控制系统动态性能良好、鲁棒性强，可有效抑制转子侧暂态电流，提高系统低电压穿越能力。
　　电网电压发生跌落故障期间，基于Crowbar电路的双馈风力发电系统需吸收大量无功功率;通过分析DFIG系统运行特点，给出无功功率吸收量和系统转差率关系。提出故障工况时的变桨距控制和网侧变流器STATCOM控制策略，利用快速桨距调节系统改变桨距角抑制系统转差率，降低系统无功功率吸收量;同时将网侧变换器切换为STATCOM工作模式，为系统提供无功功率补偿;PSCAD/EMTDC平台的暂态仿真研究结果表明，故障期间启动Crowbar电路，该控制策略可有效减少系统从电网中吸收无功功率，有助于主电网电压的重建和恢复，所提方法的有效性和正确性得以验证。