以风电、光伏为主的新能源并网的大力发展,致使电力系统形态及其特性日趋复杂,保障电力系统安全任务更为艰巨。双馈风电机组作为应用最为广泛的风机类型,其经串联电容补偿可显著提高线路远距离输送能力,但与此同时,带来的次同步振荡问题也日益凸显。因此,有必要针对双馈风电场送出系统,研究其系统结构,结合理论分析和仿真建模,深入揭示双馈风电场送出系统的次同步振荡机理,并提出切实可行的抑制措施。首先,对双馈风电场送出系统的阻抗进行了解析推导。采用谐波线性化法,分析了锁相环的线性化建模、谐波分量在风机系统中的传递过程以及定、转子间的频率折算等问题。基于三相静止坐标系分别建立了网侧逆变器和机侧逆变器的正、负序阻抗模型,并且从带宽角度分析机侧逆变器外环控制对阻抗特性的影响。最后根据电机结构并联统一,得到全面考虑网侧逆变器、机侧逆变器和锁相环的双馈风电机组正、负序阻抗解析。接着建立了基于PSCAD/EMTDC平台的双馈风电场送出系统仿真模型,并验证了系统阻抗。针对模型搭建和调试中的基本思路和典型问题,逐一分析了在该平台下搭建的双馈风电场送出系统的基本模型结构,并对机组的稳态和暂态运行特性进行仿真分析。将理论推导和时域仿真的系统阻抗结果相互校验,研究了网侧变流器对双馈风电机组总阻抗的影响,验证了解析推导和仿真建模的合理有效。最后,提出了双馈风电场经串补送出系统的次同步振荡抑制措施。基于奈奎斯特稳定判据定量分析了风机出力、电流环控制器控制参数、系统串补度以及风机台数等因素对送出系统稳定性的影响,对比总结了参数变化对系统稳定性的影响程度大小;建立了采用电压型虚拟同步发电机控制策略时的双馈风电机组阻抗模型,并研究其阻抗特性,基于PSCAD/EMTDC平台仿真和现场试验验证了次同步振荡的抑制效果。基于以上研究,提出了次同步振荡抑制措施:可以通过调整风机出力、调节机侧电流环参数、减小线路串补度、减少并网风机台数等措施来制定具有抑制次同步振荡作用的参数调整方案;可以通过优化双馈风电机组控制策略来提高送出系统稳定性。其本质为改变系统在低频段的阻抗特性,来降低振荡发生的风险,对实际工程中的次同步振荡抑制具有重要指导意义。