目前风力发电技术发展正处于飞速上升时期,但受制于风能自身特性,风电场的并网将对未来电网系统的稳定和发展产生不可忽视的影响。各国关于风电场并网的技术规定中明确要求,当电网电压低于正常工作范围时,并网风电机组需要有足够的能力保持风电场正常运行,并要及时向电网系统注入一定量的动态无功功率,这也就是风机的低电压穿越能力。在双馈风力发电机向故障电网注入无功支撑电流的过程中,由于某些参数条件的影响,并网系统可能会出现次同步振荡现象,严重威胁系统稳定和风机安全。因此,本文对双馈风电机组故障期间低电压穿越无功支撑引发系统次同步振荡现象的机理进行了研究,并对主要影响因素进行了深入分析。本文首先在阐述双馈风电场基本结构和原理的基础上,建立了双馈异步风电系统各个主体组成部分的数学模型,包括风力机、双馈异步发电机以及双PWM变换器。其次分析了双馈风机在电网故障发生电压跌落时的电磁暂态响应过程,明确了双馈风机中具有无功补偿能力的是定子和网侧变换器,根据风电场并网规范中对风机低电压穿越能力的相关要求,充分利用双馈风机和静止无功补偿器SVC的无功补偿能力,制定了风电系统分阶段的低电压穿越无功支撑控制策略,通过DIgSILENT/PowerFactory仿真建模,对并网双馈风电系统低电压穿越无功控制策略进行了仿真验证。在双馈风电系统矢量控制的基础上构造了考虑故障期间转子侧和网侧变换器双闭环控制环节以及并网条件的双馈风机无功支撑控制系统传递模型和并网SVC控制系统传递模型,并推导出系统闭环传递函数。在此基础上通过特征值稳定性分析法、奈奎斯特稳定性分析法和准稳态模型分析法对双馈风电系统在低电压穿越无功支撑过程中出现次同步振荡的原因进行了研究。该过程中涉及到的主要参数包括双馈风机低电压穿越无功补偿增益值、延迟环节时间常数值、并网SVC电压调节器比例增益值和外部电网阻抗参数,对这四个参数对次同步振荡的影响进行了分析。结果表明,无功补偿增益增大、延迟环节时间常数增大、SVC电压增益增大、外部电网系统变弱都会使双馈风电系统次同步频率范围内的特征值右移,阻尼变弱,次同步振荡程度增大,系统稳定性变差。最后通过对并网风电系统模型进行时域仿真,仿真结果证实了分析的正确性。