由于世界范围内化石资源的日渐枯竭和各国环保意识的增强,以风能为代表的新能源发电技术近些年来获得了飞速发展。2014年,我国风电装机容量、风电增长速度都继续位居世界第一。然而,风电外送通道的建设速度远远赶不上风电装机容量的增长速度,风电场弃风问题在短期内无法解决,弃风现象将成为一种普遍现象。因此,为了全面地研究风电场对电力系统的影响,除了风电场正常运行的情况外,还要考虑弃风现象,即电网调度部门向风电场下达的有功出力限值。目前,双馈异步感应风力发电机(DFIG)以其特有的优势成为我国主流机型,由DFIG或者DFIG和其他机型组成的大型风电场发出的无功功率直接关系到风电场并网点电压的稳定,因此研究这种大型风电场自身的无功发生能力既有重要的理论意义,又有实实在在的应用价值。本文在考虑风电场有功出力限值的基础上,对风机输入风速数据的处理,风电场动态等值模型的建立,风电场无功极限与风机有功调度方案之间的关系,风电场风机有功功率、无功功率协调调度优化模型的建立等方面进行了深入研究,主要研究内容及研究成果如下：(1)当风速计故障造成输入风速数据异常或缺失时,采用线性回归模型建立不同风机风速之间的关系,用与其线性关系最密切风机的输入风速来计算这些风机缺失的输入风速。通过内蒙古某风电场风机的实际风速数据验证了模型的有效性。为了得到更为平稳、可靠的风机输入风速数据,利用小波多尺度分解方法处理一段时间内风机的输入风速序列,将处理后的风速作为该台风机的输入风速参与后续风电场模型和风机功率调度模型的建立。通过在PSCAD平台上搭建风电场模型,验证了该方法的有效性。对风机输入风速的处理和计算可以使建立的风电场等值模型和风机功率调度模型更加准确。(2)本文对风力发电机风力机部分的数学模型进行了深入的分析,提出了以风能利用率(Cp)为分群指标,建立了DFIG风电场的多机动态等值模型,提高了仿真速度。该方法更贴近风电场实际运行情况,分群指标易于得到。最后在PSCAD软件平台上搭建风电场模型,以Cp为分群指标和以转子转速为分群指标两种建模方法的输出与详细模型的输出进行对比分析,验证了该模型的有效性。该模型的建立为后续研究风电场风机功率调度模型奠定了坚实的基础。(3)为了减小风电场附加无功补偿装置的运行成本以及投切次数,充分利用风电场本身的无功发生能力,建立了一种新的风机有功功率调度模型,通过该模型可以得到使DFIG风电场发出最大无功功率的风机有功功率调度方案。该方案立足于单台DFIG无功极限的计算公式,从理论上推导得到了对应风电场最大无功极限的有功调度方案,并给出了求解该方案的具体迭代算法。通过算例验证了该有功功率调度方案的有效性。在深入研究DFIG变流器数学模型和其定、转子控制策略的基础上,针对由DFIG和鼠笼异步感应风力机(SCIG)组成的混合风电场,建立了用以确定混合风电场发出最大无功功率的风机有功功率调度模型,通过在PSCAD平台上建立混合风电场模型,验证了模型的有效性。(4)基于上述得到的DFIG风电场的最大无功极限,以风电场内所有DFIG损耗最小和每台DFIG无功裕度最大为目标函数,建立了风电场风机有功功率、无功功率协调优化调度模型。该模型可以同时满足电网对风电场有功功率和无功功率的需求,为调度部门制定合理的风机功率调度方案提供参考。通过在PSCAD平台上建立DFIG风电场动态等值模型验证了风电场功率协调优化调度模型的有效性。