随着现代社会的不断发展,传统化石能源由于储量有限和环境污染等原因已难以满足人类社会发展需求。风能作为新能源发展的重要方向,在世界各地得到了广泛应用。然而风力发电自身的非线性、强耦合等新特性使得其在并网运行时,可能会与传统电网发生交互作用,引发次同步振荡问题,严重威胁电网运行安全。本文从双馈风电场并网系统出发,通过建立双馈风电场能量函数模型对风场振荡特性以及振荡抑制策略进行了研究,论文主要研究内容和成果如下:针对双馈风电场的次同步振荡问题,本文利用双馈风电机组及其组成元件的数学模型,建立了对双馈风电机组及双馈风电场的能量模型,并对能量函数的各个部分的物理意义进行了分析;在此基础上将系统总能量分为周期分量和非周期分量两个部分,分别与系统的势能和耗散能量对应;分析了能量非周期分量与系统阻尼特性之间的关系,指出非周期分量可以反映系统总体阻尼特性,是研究风场次同步振荡的主要依据,最后利用算例得到了能量非周期分量与系统稳定性之间的联系。针对目前大部分对双馈风电场的次同步振荡特性分析并未考虑风场内各台风机的运行差异,导致分析结果与实际情况不吻合的问题,本文借助电压电流变化量的瞬时值推导出风电场总能量变化量的非周期分量表达式,考虑到实际风场中机组之间的空间排布差异,重点对影响双馈风电场稳定性的风速、风机接入位置两个影响因素进行分析,从能量的角度解释了风速与接入位置对系统稳定性的影响,并通过算例与仿真验证了分析结果的正确性。针对实际并网运行风机直接调整参数难度较大,且控制策略主要考虑单台机组的控制参数影响,并未计及机组之间的运行状态差异以及机组间控制策略的协同配合的问题,本文对风电机组控制系统对系统稳定性的影响进行了分析,结合影响系统稳定的风电场关键参数,提出了一种基于附加能量支路的双馈风电场分层协同控制策略,针对可能导致系统产生次同步振荡的关键参数变化情况,通过控制器附加支路的方式进行对应的能量抵消;同时考虑整个风场发出的能量最小,并计及系统稳态运行需满足的约束条件,对整个风电场附加能量支路的增益环节系数进行全局优化,最后通过仿真及算例分析验证了该协同控制策略的正确性和有效性。