煤、石油、天然气等传统化石燃料的燃烧给环境带来了越来越大的压力,寻找可替代的绿色清洁能源越来越受到人们的重视。近年来,随着电力电子技术的发展,以风电为代表的可再生能源迅猛发展,装机容量和发电量持续增长,在我国很多省份风电已成为第二大装机电源。由此可见,高比例新能源电网是未来电网发展的必然趋势和结果。随着风电比例的增加,风电机组对电力系统稳定的影响就越复杂,已经对电力系统调峰策略、备用容量的确定、经济运行、继电保护、安全稳定等方面带来了新的问题。这是因为基于电力电子变流器并网的风电机组呈现出与同步发电机组不一样的动态特性,当系统受到扰动时,风电机组的动态响应相当于向系统注入了新的扰动。目前关于高比例风电接入对系统稳定的影响国内外学者尚未得出统一的结论,所以风电接入后对功角稳定影响的机理需要进一步深入,而且对于新能源电网是否存在新能源临界规模也是研究的重点之一。本文的主要工作如下:(1)研究了风电机组数学模型和主流机组的外特性特征,建立了风电机组等值阻抗模型,有利于将风电机组的有功无功信息揉入系统的导纳矩阵中,接着讨论了阻抗模型的适用性,并应用阻抗模型对风电接入单机无穷大系统的小信号稳定性进行了定性分析。(2)介绍了暂态功角稳定分析的直接法理论,提出一种分析替换工况下大规模风电接入后系统暂态功角稳定性的方法,基于此,分析了风电接入对系统网架结构的影响,得出风电接入对系统暂态过程中的等值电磁功率、机械功率都有影响的结论,并结合扩展等面积法则,对比了三机系统不同风电比例下暂态过程中加减速面积的变化,结果表明随着风电比例增加系统稳定有先改善后恶化的趋势,最后在BPA中对三机系统和西北电网进行了仿真验算。(3)提出一种基于静态功角稳定约束的新能源临界规模分析方法,并对特定算例进行了分析计算,最后分析了风电机组无功特性、输电线路参数对新能源临界规模的影响,对系统规划和运行提出指导意见。