风电并网弱交流系统有可能引发次同步振荡问题。2015年7月新疆哈密山北及2017年9月新疆烟墩景峡为代表的次同步振荡事件表明,风电次同步振荡问题会危害新能源场站设备安全、威胁系统的安全稳定以及影响新能源消纳。同时,风电变流控制系统具有多个快速响应的控制环节,其引发的次同步振荡问题与火电机组轴系相关的传统次同步振荡问题存在本质差异。论文针对新疆永磁直驱风机-弱交流系统次同步振荡的典型场景,系统开展次同步振荡风险初筛与稳定性分析方法研究,论文的主要工作及创新点如下:(1)提出了适用于并网大型风场次同步振荡风险初筛的聚合短路比计算方法。分析总结了常规短路比在实际风场次同步振荡风险分析时存在的问题,进一步提出了一种计及多风场因素的聚合短路比计算方法,给出了相应的计算公式,采用实际电网数据计算结果表明,提出的方法能够反应风机台数、网架情况以及控制系统对次同步振荡风险的影响,为快速筛选并网风电场次同步振荡风险、选择高风险区域进行精细化稳定性分析和控制提供了理论依据。(2)揭示了风电汇集区域多次/超同步频率分量产生机理,并提出了不同频率分量信号幅值计算方法。论文推导出当控制系统各环节馈入次同步频率分量时输出信号的解析表达式,阐明了信号经变流控制系统后产生多频率分量的原因;进一步推导得到了变流控制器两输入/输出闭环传递函数,实现了主导次/超同步频率分量的幅值计算,以便于对主导频率分量实施抑制措施。时域仿真及我国某新能源汇集地区实测数据分析结果验证了理论分析的正确性。(3)提出了直驱风机-弱交流系统次同步振荡稳定性分析方法。在推导闭环传递函数的基础上,提出了基于极点判据的系统次同步振荡稳定性分析方法,并采用实际数据分析了某新能源汇集地区的次同步振荡稳定性,同时计算阐明了弱交流系统下锁相环、电流环及电压前馈等环节耦合交连共同加剧系统的次同步振荡风险。(4)提出了一种直驱风机变流控制系统次同步振荡参数稳定域计算方法。采用闭环传递函数,针对不同系统强度计算得到了锁相环、电流环及直压环的次同步振荡参数稳定域;进而分析了变流控制系统参数稳定区间之间的交互影响及参数稳定域随交流系统强度变化规律,尝试为风电汇集区域能否通过优化调整风电变流控制器参数来缓解次同步振荡问题提供理论支撑。