海上风机制造与并网技术的提升以及海上风资源丰富的特点使得海上风电的装机容量不断增大。由于海况的复杂性以及气候条件的多变性，海上风电的大规模接入提高了对电网潮流与安全稳定控制的要求。充分协调电网各类资源是提高海上风电并网安全稳定的有效手段。另外，智能电网的发展进一步提高了电网应对各种故障下的弹性控制能力。为了维持电力系统潮流分布的经济性以及电网运行的安全性，采用电网弹性协同控制技术，有效调度电力系统中发电机、负荷甚至海上风电场本身的有功控制能力，不仅对研究海上风电场与电网的交互影响具有理论价值，也能为大规模海上风电场接入电力系统后电网的潮流和安全稳定控制提供实际指导意义。
　　本论文以大规模海上风电并网对电网潮流和稳定的影响为出发点，探索性地开展了“含大规模海上风电的电网弹性协同控制技术研究”的研究工作。本论文针对大规模海上风电接入电网带来的消纳难题以及极端天气下电力系统的安全稳定运行问题，研究了基于电网设备弹性控制能力的海上风电消纳技术，并制定了考虑风电弹性控制能力的海上风电有功控制策略和基于源荷弹性协同控制能力的海上风电有序退出策略。论文的主要工作和创新如下：
　　（1）提出了考虑风电时空特性的海上风电建模技术。考虑风机尾流效应的影响，分析了各种风况下海上风电的出力特性；分析了针对大容量海上风电接入对电网潮流和稳定的影响，指出大容量海上风电接入电网在改变电网潮流分布的同时，可能引起潮流分布不均，且极端天气下海上风电的退出运行会严重影响电网的安全稳定运行。
　　（ 2 ）提出了一种考虑弹性控制能力的分布式静态串联补偿器(Distributed Static Series Compensator, DSSC)优化配置与运行控制策略。该策略针对高渗透率海上风电区域的输电线路潮流阻塞问题，从电网控制设备的角度响应弹性控制能力：在优化配置阶段，以线路阻塞程度最小为目标，确定DSSC的配置地点与容量；在运行控制阶段，利用DSSC的潮流控制能力，既可实现正常运行方式下系统运行成本最优，亦可实现风水大发方式下可再生能源消纳的提升。
　　（3）提出了一种考虑风电弹性控制能力的海上风电有功控制策略。该策略针对海上风电弃风造成的风能损失现象，考虑利用风机的弹性控制能力减少风能的损失，并为电网提供一定的功率支撑：考虑到风机弹性控制能力中转子转速控制在减少风能丢弃中的优势，在转子转速控制能满足风电场弃风需求时，采用转子转速最优控制确定各台风机的弃风量，从而最大化转子旋转动能；最优桨距角控制在转子转速控制达到极限后实施，在实现风电有功控制目标的同时，最小化风机桨距角的调节量，从而减少风机机械部分的磨损。
　　（4）提出了一种基于源荷弹性协同控制能力的海上风电有序退出策略，以实现极端天气情况下的海上风电功率爬坡控制。首先基于实际台风路径分析海上风电退出运行的时序特性，在此基础上，综合考虑发电机运行成本、风电弃风成本以及可响应负荷的动作成本，在台风来临前对海上风电机组进行优化有序退出，提前调度系统中火电机组的调节能力，并充分利用系统中水电与可响应负荷的调节能力，在保证系统安全稳定的前提下，降低系统的运行成本。