随着地球传统化石能源的枯竭，可再生能源成为全球新的研究热点，其中风电产业发展速度快，技术相对成熟，已经实现了规模化商业开发。与此同时，随着风电穿透率的不断上升，风力发电对电力系统的稳定运行提出了新的挑战。因此，世界各国电网运营商相继提出了新的风力发电并网导则，要求风电系统在电网故障期间具备一定的故障穿越能力。在各种类型的风力发电机组中，直驱式永磁同步风力发电系统具有系统变流器容量大、并网功率因数可灵活调节、电网故障时发电机侧几乎不受影响等优点，成为目前国内外的主流风电机型之一。本文以其为研究对象，重点围绕风力发电系统故障穿越技术进行控制研究。　　讨论了直驱式风力发电系统的风力机模块、网侧逆变器模块及机侧整流器模块，建立了直驱式永磁同步风力发电系统模型，通过Matlab/Simulink仿真验证了最大风能跟踪、直流侧电压稳定控制、并网功率因数控制等功能，为研究直驱式永磁同步风力发电系统故障穿越技术奠定基础。　　研究了直驱式风力发电系统的低电压穿越技术。对比介绍了风电发达国家的LVRT标准，分析了风电场并网点电压跌落的产生原因及其对风电系统的危害。在比较几种典型LVRT方案优缺点的基础上，提出了一种网侧附加并联逆变器的新型直驱式风力发电系统拓扑结构，把风力发电并网、无功和谐波电流补偿等功能统一应用的同时，通过LVRT分层控制策略，提高了系统的低电压穿越能力。分析了电网稳定性对风电系统LVRT要求的影响，根据电网的强弱为直驱式风力发电系统设计出两种不同的LVRT方案。通过Matlab/Simulink仿真模型验证了新型直驱式风力发电系统的可行性，及两种分层LVRT策略的有效性。　　深入研究了直驱式风力发电系统的高电压穿越技术。介绍了国际风电标准下的高电压穿越曲线，分析了风电场并网点高电压产生的原因，及其对风电系统安全运行的危害。提出一种无需添加额外硬件装置的方法，通过实时跟踪网侧交流电压值，把发电机转速控制、网侧逆变器吸收无功等方法结合在一起，提高了直驱式风力发电系统的HVRT能力。通过仿真分析对上述控制策略做了验证。