随着风机装机容量的不断增加,高风电渗透率下电力系统的稳定性问题愈发复杂。风电并网运行时须使用大量的电力电子设备进行调节控制,因此,系统中存在不同时间尺度的控制问题,对机电时间尺度下的风电系统建模是分析系统稳定性的重要环节。另外,我国的风能储备和能源需求之间分布不均,远距离、大容量输送电能的需求较大。为了减少电气距离、提高输电线路电压,需在输电线路上串联电容补偿装置以提高输电能力,但串联电容装置的引入容易引发次同步振荡问题,对风电系统的稳定运行造成了严重威胁。基于目前存在的问题,本文先是建立并优化了机电时间尺度下的双馈风机（Double Fed Induction Generator,DFIG）暂态仿真模型,然后针对双馈风机并网的次同步振荡问题,设计了一个抑制次同步振荡的控制器。首先,本文使用幅相运动方程（Amplitude-Phase Motion Equation,APME）法建立风电机组的机电暂态仿真模型。为加强典型模型的暂态稳定特性,本文通过将典型GE模型中电流的q轴分量和机端电压幅值耦合进锁相环相位误差中,使得风机端电压输出的相位更加直接地反应q轴电流和机端电压幅值信息。将此优化的双馈风机幅相运动方程放入四机两区电力系统中仿真验证,对比典型幅相运动方程模型在风速突变工况下以及负载量变化工况下的风机出力情况。结果表明,本文所提出的优化模型具有平稳运行的能力,在风速突变时风机的追踪变化较为平缓,电压电流冲击比率在特定风速变化下比典型模型低了2倍或5倍,且风速突变后系统的稳态值比典型模型变化幅度更低,具有更好的抗风速扰动能力。其次,本文在双馈风机的次同步振荡研究基础上,通过阻抗分析法找出影响振荡的关键参数,并设计了一个次同步振荡抑制装置,在功率外环和电流内环中,利用振荡产生的能量生成抑制次同步振荡的电磁转矩,从而达到降低系统振荡的目的。将改变风电系统电气参数、加入典型PI控制方法和加入本文所提抑制装置的控制效果在风电并网系统中进行仿真验证,结果表明文中提出的两种方法都能有效抑制次同步振荡,而相比于改变系统的电气参数和PI控制法而言,本文所设计的控制器收敛时间更快、振荡幅度更低。