伴随现代社会的快速发展,世界能源消耗也与日俱增,而传统一次能源,例如化石燃料已经日趋枯竭,与此同时,传统一次能源的消耗也给环境带来了很大的挑战。因此,能源短缺和环境恶化的问题已然成为制约各国发展的重要因素,开发和发展新能源已经成为各国解决能源短缺和环境恶化的必由之路。风力发电因其技术成熟、资源丰富等优势,近年来得到各国的重视,发展迅速,在新能源中占有很高的比例,大规模风电并网的格局已经形成。电力系统的安全稳定一直是电力行业关注的重点,确保电力系统的安全稳定运行也是首要问题。在电力系统朝着大区域互联和远距离输电方向发展的趋势下,各区域电网之间以及区域电网内部的低频振荡问题时有发生,小扰动稳定问题已成为威胁互联电网安全稳定的关键因素。而大规模随机性风电的接入势必给传统电力系统的安全稳定带来更大的挑战。因此,在我国风电“大规模开发、远距离输送”的背景下,电力系统的低频振荡问题将会更加突出,研究大规模风电并网后的低频振荡控制成为一个重要的课题。为此,本文围绕提高含大规模风电场的电力系统稳定性开展了一系列研究,着重解决传统阻尼控制器的设计需要依赖系统平衡点线性化的问题。论文的主要工作包括：(1)建立了双馈风电机组的动态数学模型,模型主要包括风力机、双馈感应发电机、转子励磁背靠背变频器及其控制系统模型。所建立的动态模型是后文进行阻尼贡献分析和低频振荡抑制的基础。(2)为明确双馈风电机组有功功率环节和无功功率环节对系统功率振荡的阻尼效果和对风机自身轴系振荡的影响,通过频域分析、不确定性分析和时域分析,系统分析了双馈风电机组有功功率环节和无功功率环节附加阻尼控制条件下的差异。结果表明,双馈风电机组的有功功率环节虽然能够为系统提供更大的阻尼,但相比于无功功率环节,其对系统运行点的不确定性鲁棒性更差；利用频域分析和时域分析对双馈风电机组有功功率环节和无功功率环节附加阻尼控制时对风机轴系的影响进行了分析,结果表明,双馈风电机组的有功功率环节容易引起系统的轴系振荡,而无功功率环节的调节仅对风机的轴系产生很小的影响。(3)针对处于电网末端的风火打捆弱互联系统,提出了基于输入输出线性化的双馈风电机组稳定控制方法,该方法通过状态反馈的方式使选定的系统输出(同步电机的功角和暂态电抗后电动势)与系统输入(双馈风电机组的有功功率参考指令和无功功率参考指令)精确线性化。基于线性化后的系统,利用线性系统最优控制理论进行控制器的设计。仿真结果表明,提出的方法能够有效提高风火打捆弱互联系统的稳定性。(4)为快速抑制互联电力系统的区间振荡,提出了基于Bang-Bang控制的双馈风电机组快速区间振荡抑制策略,该控制策略在振荡初期,通过检测系统振荡模式的振荡频率和初相位,使双馈风电机组的无功功率在设定的范围内,按最大最小功率指令输出,以使双馈风电机组提供最大阻尼快速抑制系统振荡。振荡后期,采用连续控制替代Bang-Bang控制,以避免Bang-Bang控制引起的系统抖动。基于四机两区系统和CIGRE7机系统的仿真结果表明,相比于仅采用连续控制进行振荡抑制,本文提出的综合控制策略能够更快地抑制系统振荡。(5)为提高双馈风电机组抑制区间振荡的鲁棒性,提出了基于二阶滑模的双馈风电机组鲁棒阻尼控制策略。为简化控制器的设计,建立了双馈风电机组无功功率环节的一阶等效模型,基于该模型推导了含双馈风电机组的双区域系统的二阶滑模控制律,并进一步将该控制律推广至多区域系统。基于四机两区系统和10机39节点系统的仿真结果表明,提出的阻尼控制器能够有效阻尼系统振荡,且对系统运行点的变化不敏感,相比于基于平衡点线性化的方法,该方法对系统运行点的变化具有更好的鲁棒性。论文所做的理论研究和仿真结果表明,本文所提出的双馈风电机组附加阻尼控制策略能够避免平衡点附近线性化的局限,有利于提高含大规模双馈型风电场的电力系统的阻尼水平,有效抑制系统的低频振荡。