自从化石燃料投入使用以来,各种问题层出不穷,排在首位的便是能源匮乏问题。煤、石油、天然气等是不可再生的一次能源,过度开采致其日益枯竭,且能源短缺会给子孙后代带来不可估量的恶劣影响。化石燃料在使用中难免会产生环境问题,空气污染、水污染、固体废物污染等已成为困扰众多国家甚至整个社会的重大问题,因此探索可再生能源技术是全世界共同的主题。太阳能是取之不尽用之不竭的清洁能源,风能是其另一种转化形式,目前主要被用来进行风力发电。基于双馈感应发电机(DFIG)的风电机组因为经济性好、效率及可靠性高、控制灵活等特点,已经成为目前最受欢迎的机型。然而,双馈感应风力发电机组在长距离输电过程中使用串联补偿电容器时,和传统的火电经串补外送功率类似,可能会引发系统次同步振荡(SSO)。由于风电机组结构、并网方式与传统火电机组有本质区别,加之风电场中风力发电机类型较多,所以在大规模风电外送中的次同步振荡问题就显得复杂得多。系统的次同步振荡会导致风力发电机脱网,轴系使用寿命降低,甚至轴系断裂,影响电网的安全稳定运行。本文主要针对双馈风电机组经串联补偿电容并网发生次同步振荡的感应发电机效应(IGE)展开研究。1)本文在研究串补对线路传输特性的影响的基础上,推导其诱发次同步振荡现象的缘由,对三种主流风力发电机作了介绍,并讨论各自可能出现的次同步振荡类型,其中双馈感应发电机组引发次同步振荡的概率最高,从电路的数学推导方面描述了传统电力系统中发生次同步振荡的四种基本类型。2)对风电场可能发生的次同步振荡的类型通过对比传统电力系统突出其特点,对于双馈风电机组经串联补偿电容并网引发的次同步振荡,次同步谐振(SSR)发生的可能性更大,主要是感应发电机效应,次同步控制相互作用(SSCI)是风电场中特殊的次同步谐振形式。3)详述了用于分析次同步振荡的主要五种方法,其中机组作用系数法主要用于高压直流输电(HVDC)中,后文使用了特征值分析法及时域仿真法分析双馈风电场次同步振荡现象。4)建立适合研究双馈风电机组经串补外送功率的系统,搭建各部分详细的数学模型,风况、轴系、双馈感应发电机、变频器、串补电容模型、线路、电网等模型。使用小干扰特征值稳定性分析求解状态方程的特征值得到次同步振荡的影响因子。5)详细比较可用于传统次同步振荡的抑制方法,参考双馈风力发电机组自身的特点,选择提高系统电气阻尼的方式来抑制次同步振荡,具体方法是在发电机转子侧变换器电流内环附加阻尼控制器,经过带通滤波器、相位补偿环节、增益及限幅达到抑制次同步谐振的目的。