在新能源大规模并网背景下,以风电为例,具有典型的功率不可预测、长距离输电等特点,再加上负载的非线性化增大等因素,其造成风电汇集区电压波动,为对其进行改善并提高风电场在故障条件下的高低电压穿越能力,风电场往往配备一定比例的无功补偿装置。另外,由于风电的特点,电网短路阻抗不可忽略,电网逐渐变弱,系统存在稳定性问题,大量含SVG的风电场与系统之间交互使系统稳定性问题更加突出,因此本文对风电并网系统中SVG的运行特性进行了研究,并分析了含SVG的风电场并入电网后系统的稳定性。本文分析了由永磁直驱型机组组成的风电场工作原理及拓扑结构,建立了风电场网侧变流器的数学模型并研究了其控制策略。选择风电场并入H桥级联SVG的方法进行无功补偿以稳定风电汇集区电压,对SVG的工作原理、拓扑结构、控制技术、调制策略及均压控制等进行了研究。随着风电场数量不断增加,为保证风电汇集区多个风电并网点的电压在允许的范围内,采用了分布式SVG的接入方案,共同补偿系统无功,设计了基于下垂控制策略的多台SVG无功输出协调控制,分析了多台SVG并联运行特性。通过Simulink及RT-LAB对上述研究进行仿真及实验验证,风电场能够稳定输出有功功率馈入电网,当并网点电压变化时,SVG能实现无功的迅速协调补偿,使得各个并网点电压均在允许的范围内,提高了电能质量、避免了风电机组脱网等情况的发生。建立了含风电场、SVG的弱电网的数学模型,选用dq轴线性化建模方法对SVG及风电场进行小信号阻抗建模,用谐波注入的方式扫频验证所建模型的正确性,得到的小信号阻抗幅值和相角基本在所建模型拟合出的曲线上,两者拟合曲线基本重合。在此基础上选取奈奎斯特判据进行系统稳定性分析,基于Bode图和Nyquist图从谐振频率、振幅等多个方面依次分析了电网等效阻抗、风电场输出容量和控制参数以及SVG的并入对系统稳定性的影响。得到电网等效阻抗和风电场输出容量增大均会使稳定性降低,以及锁相环比例系数减小和积分系数增大、电流环比例系数和积分系数减小、电压环比例系数减小均会使系统稳定性降低的结论,同时也得出SVG的并入会改善系统稳定性这一结论。最后利用Simulink验证了以上的分析结果。