升高输电线路的电压等级一般可显著提高输电功率,增加输电距离,使输电线路电流大幅降低,线路损耗显著减少,同时节省杆塔结构和导线材料的用量。因此,在需要远距离进行大容量电力传输时,通常选择高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)或特高压直流输电(Ultra High Voltage Direct Current,UHVDC)。但是,在特高压直流输电系统运行过程中,由于系统的机械子系统和电气子系统的相互作用,会引发次同步振荡(Subsynchronous Oscillation,SSO)现象,导致发电机轴系疲劳、出现裂纹甚至断裂,严重威胁发电机和电力系统的安全运行。本文基于?800kV特高压直流输电系统,针对其引发的次同步振荡现象进行了深入的分析和研究。本文主要研究内容包括:1.详细分析了由串联补偿装置引发的次同步振荡和由UHVDC快速控制系统引发的次同步振荡机理。然后针对UHVDC系统引发的次同步振荡,根据特高压直流系统换流器换相过程的开关函数,推导了电气扰动量在交直流系统中相互传递过程和传递关系。2.对UHVDC系统中关键子系统进行模型分析,包括等效电路模型、发电机轴系模型和控制调节系统模型。针对UHVDC系统的结构,分析了其等效电路模型,并通过其阐述了基本参数之间的关系;针对发电厂侧发电机轴系,选用了轴系分段集中质量弹簧模型,详细分析研究了六质量块轴系模型;针对UHVDC控制调节系统,分别研究了其分层结构和所用基本控制方式。3.根据前文分析研究的关键模型和控制方式,基于电气电子工程师协会次同步谐振第一基准模型和云广特高压直流工程的数据,建立了?800kV双极大地回线特高压直流输电系统。利用时域仿真软件对建立系统的正确性和有效性进行了验证,对其中发生的次同步振荡现象进行了分析研究。4.对本文所采用的发电机轴系扭振模态进行了详细分析,并利用仿真结果进行频谱分析,以确定需要抑制的次同步扭振模态。然后根据发电机轴系分析结果以及UHVDC系统设定参数,基于相位补偿的方法设计了两种次同步附加阻尼控制器(Supplementary Subsynchronous Damping Controller,SSDC)。最后分别将两种SSDC加入UHVDC系统中并对其抑制效果进行时域仿真验证。