我国的风电装机容量随着风电技术的快速发展而日益增长,风电场并入电网的规模也越来越大,但由于风电场功率具有波动性和间歇性的特点,电网潮流在风电机组并入电网后变化的更加频繁,可能对电网的稳定运行造成影响。而且,为了提高远距离输送电力的能力,在输电线路中广泛应用了各种电力电子设备,这使得风电场并网的次同步振荡问题也逐渐凸显出来。目前的研究大多是基于双馈风机的风电场与串联补偿线路之间相互作用引起的次同步振荡现象,或在此基础上研究附加电力电子设备的作用,对于没有串联补偿线路的风电系统中的次同步机制,仍然缺乏讨论;在次同步振荡抑制措施方面,由于风电场具有较大的随机性和不确定性,该特点限制了传统阻尼控制器的广泛应用,使得现有文献中大多数抑制器在风机多种运行状态下无法实现较好的抑制效果。因此,采用合适的方法解释风机系统发生次同步振荡的机理,提出更优的抑制措施是本文的研究重点。首先,本文详细阐释了双馈风力发电系统的各个部分,并对其建立了全面的数学模型进行具体说明,为后文的次同步振荡分析奠定理论基础。然后,通过对双馈风机控制系统的进一步分析,对含有灵活交流输电(Flexible AC Transmission System,FACTS)设备的无串补风电系统的次同步振荡现象进行了深入研究。通过详细推导双馈风力发电机(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)和静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)对次同步谐波的响应特性,推导出B判据用来判断易于发生振荡发散的频率点,并通过时域仿真验证理论分析的正确性,充分研究了 STATCOM参数和无功功率输出对次同步振荡的影响。其次,在上述用于次同步振荡分析的模型以及机理研究的基础上,设计了自抗扰(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)附加阻尼控制器用以抑制次同步控制现象。ADRC方法是一种非线性控制技术,其具有强大的稳定性和鲁棒性,且不依赖于数学模型的精确性。本文采用ADRC方法替换传统附加阻尼控制器中的移相环节,选择定子电流的d、q轴分量作为控制器的输入信号,最后的输出量附加到转子变流器的电流控制内环上。之后,我们通过小干扰和大干扰实验,改变串补度、风机数量以及变流器参数等验证其抑制作用的有效性。仿真实验表明,ADRC附加阻尼控制器与传统控制相比具有更好的适应性和鲁棒性,在风机多种运行状态下均可以实现较好的抑制效果。本文研究成果对风力发电系统次同步振荡风险的评估和实时抑制方面具有一定的参考价值,为调控人员快速控制风电场次同步振荡提供决策支持,满足大规模风电并网安全稳定需求。