我国国土资源丰富,但电能需求与之呈现逆向分布的状态,可远距离、大容量输送电能的高压直流输电应运而生,并逐渐发展成为电压等级更高的特高压直流输电(UHVDC),但随之出现了新的问题——次同步振荡(SSO)。目前研究方向更多关注的是整流侧发生扰动时对整流侧发电机的影响,但近年来,我国曾发生多起大扰动引发的换相失败导致整流侧的发电机组发生SSO的现象,机理更加复杂。本文从影响因素的机理分析、数学建模、仿真验证三方面揭示UHVDC换相失败引发送端电网SSO的原因及规律。首先从引发SSO的四类典型原因进行机理分析,包括串补引起的异步发电机效应、电气装置参数调节不当引发的SSO、小扰动下的轴系扭转相互作用、大扰动引起的暂态扭矩放大作用。从而确定UHVDC换相失败引发送端电网SSO涉及电气装置的快速控制及暂态扭矩放大的综合作用。其次,选择了可避免“维数灾”的复转矩系数法对UHVDC引发SSO的影响因素进行数学建模。建立小扰动下的数学模型,推导直流控制系统参数与引发SSO风险之间的规律:在小扰动下,直流系统定电流控制环节中的比例系数越大、时间常数越小会使得引发SSO的可能性越大。然后,通过PSCAD/EMTDC仿真平台搭建UHVDC模型和待研的发电机模型,并将其余电厂等效为恒定电压源。在该模型基础上通过时域仿真验证直流定电流环节控制参数对引发SSO的规律,且小扰动、大扰动下其对引发SSO的影响具有一致性。同时,证明逆变侧的扰动也有引发整流侧发电机SSO的可能性。在本文分析所得机理的基础上,提出了直流逆变侧受大扰动下的SSO抑制措施。反馈信号选取发电机转速偏差,使用宽带通模态控制,并基于测试信号法获得相位补偿环节的参数,最终得到的附加控制信号注入直流系统定电流控制环节。通过在PSCAD/EMTDC仿真平台上的算例模型设置逆变侧受大扰动引起其换相失败,将有无加入本文所提措施的发电机扭矩波形相对比,验证本文所提方法的有效性。