当代风力发电系统中,直驱永磁同步风力发电机组具有结构简单、运行可靠以及发电效率较高等优点,基于直驱永磁同步风电机组的并网风电场容量在系统中逐渐增大,已经成为风力发电领域的研究热点和发展方向。本文对黑龙江省某容量为1.5MW的永磁直驱风力发电机组及其组成的实际风电场进行建模和仿真研究,掌握机组和风电场不同工况下的运行特性,为深入研究风电场接入系统奠定基础。首先,介绍了机组主要结构,建立了风力机数学模型,分析了风力机在不同运行阶段时的工作特性和控制目标,推导出永磁同步发电机和全功率变换器在不同坐标系下的数学模型。其次,分析了风电机组实现最大功率跟踪控制的基本原理;明确了机侧和网侧变换器的控制目标和控制方法,给出了网侧变换器和机侧变换器的PI参数选取原则;研究了空间矢量调制策略的基本原理,给出了其实现过程;提出了通过采用卸荷电路与网侧变换器的协调控制实现机组的低电压穿越,给出了卸荷电路与网侧变换器的控制框图;通过Matlab/Simulink仿真软件分别搭建了机侧和网侧仿真平台,对控制策略的有效性进行了仿真分析。最后,搭建了风力发电机组及其组成的风电场整体仿真模型,在不同风速条件下针对电网正常运行和三相短路故障情况进行了仿真分析。结果表明:电网正常及故障情况下,风电机组能够快速跟踪风速的变化,实现最大功率跟踪控制,具有低电压穿越能力;建立的风电场仿真系统及采用的协调控制方法,能够有效抑制电网故障对风电场的不利影响,实现风电场低电压穿越运行,从而验证了所搭建风电场仿真系统的有效性。