随着环境污染问题和可持续发展问题成为社会热点,电力电子设备日趋成熟,新能源的发展成为了电力系统发展的重要分支。风机和光伏阵列常经电力电子设备,如VSC,并入电网,由于其中非线性环节的存在,风电并网系统中发生的次同步振荡呈现持续的等幅振荡,系统中非线性环节对次同步振荡特性产生的影响不应被忽视。特征根分析广泛应用于电力系统振荡和小信号稳定性的研究中。然而,考虑到非线性,它无法提供关于次同步振荡特性的精确分析。到目前为止,以VSC控制系统中饱和非线性为例的非线性环节对风电场次同步振荡的影响尚未得到彻底研究。此外,虽然尚未在光伏并网系统中实测到次同步振荡现象,但因其控制结构与直驱风场类似,不可完全否认其存在次同步振荡的风险。因此,以国内外研究现状为基础,本文的主要研究内容如下:(1)本文介绍了一种新的适用于非线性系统次同步振荡问题的研究方案,即描述函数-广义奈奎斯特判据分析方法。其包括利用描述函数对非线性环节建模,利用传递函数对线性环节建模,最终由广义奈奎斯特判据得到系统次同步振荡的幅值与频率。(2)基于描述函数-广义奈奎斯特判据分析方法,以直驱风场次同步振荡现象为例,进行振荡特性的预测。详细分析了电网强度,锁相环和电流控制回路参数对次同步振荡特性的影响,并通过时域仿真的详细模型进行了验证。在此基础上,通过对比传统次同步振荡分析方法——特征值分析法,可知该方法在完备性与精确性上具有优势。(3)对于光伏并网系统,首先利用特征值法分析其发生次同步振荡的可能性。确定系统在并入弱电网情况下的主导振荡模态为次同步振荡模态,主要受锁相环参数影响。基于分析结果和现有结论提出一种新的电流内环附加控制方法,以有效避免因锁相环参数设置不当出现的次同步振荡问题。最后利用描述函数-广义奈奎斯特判据法分析当控制系统含有饱和非线性环节时,呈现的等幅次同步振荡特性,次同步振荡幅值随电网强度和锁相环比例增益的减小而增大。可知描述函数-广义奈奎斯特判据分析方法同样适用于光伏并网系统。