随着新能源规模扩大,直驱风场与弱电网交互产生的新型次同步振荡问题受到广泛关注。该问题可能会引发风机大规模脱网,严重时甚至导致火电机组被迫切除,严重威胁电网的安全稳定。新疆哈密风电基地就是直驱风场与弱电网相连的典型电网,因发生过数起这类新型次同步振荡问题而引起广泛关注。为解决该地区的次同步振荡问题,本文基于序阻抗理论,建立了直驱风机序阻抗模型,并在此基础上对直驱风机次同步振荡机理与抑制进行了详细探讨。论文的主要内容如下:基于序阻抗理论,在已有研究基础上考虑了对风机阻抗特性影响明显的dq轴电压前馈环节,详细推导了直驱风机序阻抗解析式,并通过阻抗扫描验证。在此基础上通过奈奎斯特判据对系统稳定性进行分析,进一步深入研究系统各参数,如交流电网强度、风机并网台数、风机出力、并网滤波器以及控制参数等因素对系统稳定性的影响。分析结果表明,直驱风机阻抗在超同步频段对外呈负阻容性,若交流电网对外阻抗在低频段呈感性,将造成系统在超同步频段相角裕度过低,阻尼为负而导致系统振荡失稳,同时超同步分量与基频分量耦合生成次同步振荡分量。为定量分析超同步频段风机控制参数对相角裕度的影响,提出了相角裕度灵敏度指标,对风机锁相环以及电流环等控制参数进行了相关研究。结果表明,电流内环比例系数对改善系统相角裕度作用明显,本文以此为参数优化依据,有效提高了直驱风机并网系统的稳定性。基于PSCAD平台搭建了哈密电网等值模型,结合不同系统运行方式、网架结构,分析确定不同风速、并网台数条件下,系统发生次同步振荡的条件、频谱特征以及阻尼特性等特点,并归纳总结该地区直驱风场次同步振荡的基本规律。时域仿真结果与基于单机系统的理论分析结论基本一致。为兼顾新疆哈密地区的潮流调节与次同步振荡两大需求,对串联型次同步振荡抑制器在该地区的应用进行了详细研究,解决了串联型次同步振荡抑制器的选址定容、关键参数设计等问题,为串联型次同步振荡抑制器的工程应用提供有益参考。研究结果表明,串联型次同步振荡抑制器不仅能有效抑制次同步振荡电流,而且可有效改善因天中直流闭锁带来的潮流分布不均问题,提高了系统稳定性且明显减少了切机量。