由于日趋严重的环境与资源问题以及风能利用的成本低廉和技术成熟等原因，风力发电成为电力系统中相对增长最快的新能源发电技术，发展风电成为改善电力系统经济运行极为重要的措施。但风力的随机性和间歇性会对电力系统稳定运行产生一定的影响，尤其，无功电压问题较为突出。随着双馈电机风电场在电网中容量比重的增大，电网导则对风电场的规范和约束也在增强。这就需要对双馈风电机组的静态/动态无功电压特性进行分析。　　 首先，本文从双馈风电机组模型出发，在忽略定子磁链变化，同时考虑定转子电流约束、转子电压约束和定子电流约束的基础上，详细分析了双馈机组静态无功极限特性。另外，双馈感应电机网侧变频器具有一定无功输出能力。然而，目前多数机型网侧变频器只发挥了维持变频器直流电压稳定的作用，而对交流电网侧无功支持功能发挥不足。就此，本文提出了一种能够发挥网侧变频器无功支持的控制方式，并且在定子侧串联另外一组变频器，即统一双馈发电机，进一步提高了双馈电机的无功出力能力。本文还分析了这类改进型风机总的无功容量。　　 其次，讨论了升压站集中补偿设备和双馈风力发电机的协调控制策略。针对双馈风电场AVC优化，借鉴变电站综合无功控制方法，采用近似线性化方法推导出一种风电场AVC的分区图简化策略，为风力发电机群与集中补偿设备的协调优化提供了一种新型实用化方法。进一步考虑风能随机性与波动性的影响，对分区图策略进行了改进。该改进可显著提高电压合格率，减少设备调节次数。　　 另外，双馈电机具有较灵活的无功电压调节能力，而我国的双馈电机风电场大多运行在恒定功率因数状态，未能充分发挥其对局部电网的无功电压调节与支撑能力。针对此现状，本文提出了一种风电场无功电压分层控制策略。该策略由风电场局部区域某节点电压与参考值的偏差得到整个风电场的无功功率需求，并按等功率因数算法分配给各台风电机组，作为其无功功率控制目标参考值。参考值的实时整定过程考虑了风电场无功功率输出约束和功率因数约束。　　 最后，采用IEEE9节点系统进行仿真，分别模拟了风速波动、地区负荷变化和电网三相短路故障三种情况，算例分析表明，所提出的无功电压分层分区控制策略，具有较强的维持和稳定风电场局部区域电压水平的能力。