海上风电正往风机直驱化、单机容量大型化、选址深远海化发展,三芯铠装海底电缆是海上风电集中送出的主要输电元件,也是风场内部集电网络的重要组成部分。海底电缆对地电容是陆上风场常用的架空线路的20～40倍,电容效应会削弱系统阻尼,引发高频谐振事故。海缆分布参数会随风电场输出谐波频率发生变化,常规工频集总参数模型难以体现海缆分布参数特性对系统阻抗的影响,使得海上直驱风电并网系统稳定性分析准确性面临挑战。论文根据海底电缆分布参数准确提取及其对直驱风电并网系统动态稳定性影响的研究思路,开展海底电缆频变分布参数计算、计及海缆分布参数的直驱风电系统阻抗建模、计及集电海缆的直驱风电场等值建模与稳定性研究。论文主要研究内容包括:（1）针对三芯铠装海底电缆导体间电磁耦合复杂导致频变分布参数难以直接计算的问题,建立能提取频变参数的海底电缆多物理场有限元模型。首先,基于三芯铠装海底电缆多导体结构,建立能反映导体间电磁耦合的海缆多物理场有限元模型。其次,通过COMSOL-MATLAB联合仿真获取海底电缆内部电磁场分布和损耗情况,进而计算海缆全相阻抗矩阵和全相导纳矩阵。最后,基于工程实际边界条件和仿真需求,对有限元计算结果解耦降阶,并与工频实测值对比。（2）针对现有阻抗模型难以准确分析海缆分布参数对直驱风电并网稳定性影响的问题,建立计及海缆分布参数的直驱风电机组阻抗模型。首先,利用多项式拟合海缆频变参数计算结果,引入海缆分布参数模型,建立计及海缆分布参数的直驱风电机组序阻抗模型。其次,采用时域仿真和频率阻抗扫描验证所推导阻抗模型,并与传统集总参数模型稳定性分析结果进行比较;最后,基于所推导的阻抗模型开展并网系统稳定性评估,分析系统谐振频率随电网强度和海缆长度变化的规律,并通过风电场全实物功率流模拟实验平台对分析结果进行验证。（3）针对现有风电场稳定性分析单机等值对集电海缆阻抗考虑不够全面的问题,提出一种计及集电海缆的直驱风电场多机等值方法。首先,以集电海缆长度的阻抗灵敏度作为机组等值权重,对同馈线机组进行逐点聚合,建立计及集电海缆的风电场多机等值模型。其次,为验证本文多机等值模型的有效性,对比分析风电场详细模型与等值模型的阻抗特性和动态响应。最后,基于以20机直驱风电场的4机等值模型为例,分析了风电场并网高压输电海缆和内部馈线接入数对风电场阻抗特性和动态稳定性的影响。论文研究成果为多芯铠装海底电缆电气参数计算奠定理论基础,也为深远海上风电场稳定性分析和提升提供技术支撑。