“碳中和”理念的提出使得新能源接入电网成为趋势,与此同时也对电网稳定性产生了更多的影响,例如新能源经串联补偿技术和经直流输电并网引起的次同步振荡问题。本文以目前广泛采用的双馈风电场为研究对象,重点分析了风电场经VSC-HVDC并网系统次同步振荡机理,主要研究内容叙述如下:(1)建立风电场经直流输电并网系统次同步振荡数学模型。主要包括风电场系统模型、柔性高压直流输电系统模型以及并联RLC支路数学模型。这为后续次同步振荡机理推导提供理论基础。(2)推导了风电场经柔性直流输电并网系统次同步振荡机理。基于复转矩系数法思想,利用传递函数推导了发电机电磁转矩与转速之间的阻尼特性。根据所推导的系统阻尼特性,发现影响系统阻尼特性因素可分为转子侧因素和电网侧因素,转子侧影响因素主要是RSC控制参数,电网侧影响因素相对较多,例如VSC-HVDC换流器控制参数、控制策略、直流线路长度、RLC串联补偿度等。(3)分析了风电场经柔性直流输电并网系统次同步振荡特性影响因素。通过调节转子侧变频器RSC和柔直系统送端换流器VSC1的控制参数,发现比例参数k_p越大,时间常数T_i越小,系统负阻尼特性越明显。通过改变柔直系统控制策略,发现当柔直系统送端采用定P-Q控制策略时系统负阻尼特性区较窄,负阻尼特性更明显,而采用定P-u_s控制策略时,系统负阻尼区域较宽,但负阻尼特性相对要弱,且送端控制策略对系统次同步振荡特性的影响要大于受端系统控制策略的影响。(4)分析了柔性直流输电并网系统与串联补偿电容之间交互作用影响因素。并联RLC支路的串容补偿度越大对系统次同步振荡的影响越大,并易诱发其他频率的振荡特性,使得系统负阻尼特性增强,系统不稳定程度增加。通过增加直流线路长度,发现直流线路越长,系统波动特性减弱,但增加线路长度并没有改变系统的电气阻尼特性和频率特性;在并联RLC支路的HVDC换流器侧投入不同的控制策略,发现换流器侧采用定交流电压控制策略时可以有效抑制由于电容器引发的SSCI现象,系统抵御次同步振荡的能力提升。(5)研究了各种小扰动和各种故障下投入电压降落控制策略时模块化多电平柔直系统次同步振荡特性。交流侧小扰动对系统特性影响最大,直流侧小扰动影响次之,串补电容投入对系统影响最小。对于故障后投入PV控制策略,发现送端交流侧故障对系统稳定性影响最大,受端交流侧故障影响最小,直流侧故障会引起系统频率特性变化,尤其是受端。但整体而言,MMC-HVDC系统相比于VSC-HVDC系统诱发次同步振荡的可能性要低,系统阻尼特性更趋向于正阻尼系统。本论文图片:82幅;图表:1幅;参考文献:69篇。