目前,我国各地风电场的机组主要以双馈和直驱为主,随着风电技术的发展,新型机组相继出现,如FSCWT(Front-end Speed Controlled Wind Turbine,前端调速式风电机组)以其电网友好型在我国甘肃河西地区得到应用。FSCWT的总体方案不同于双馈式或直驱式机组的后端恒频方案。FSCWT采用液力变矩调速器在机组的前端进行调速,应用无刷电励磁同步发电机与电网直接耦合,机组具有低电压穿越、无功输出能力强,电能品质好,可靠性高等特点,从而使FSCWT构成的风电场并网对系统的影响与传统机组有很大的不同。因此,对含FSCWT风电场接入对区域电网电压产生的影响及电网稳定性等问题进行研究具有重要的理论研究价值和工程指导意义。首先,论文在分析FSCWT结构和工作原理的基础上,阐述了机组核心部件液力变矩调速器的原理及其特点,重点分析了液力变矩调速器是如何实现变速恒频的,并推导了导叶开度的数学模型,在此基础上建立了FSCWT的数学模型。针对含FSCWT风电场的实际概况及运行特点,介绍了目前含FSCWT风电场的地理位置,根据该地区风能资源的分布,分析了风电场的出力特性,总结了风电场及电网运行要求,在此基础上介绍了风电场接入区域电网的方案,最后对风电场进行了等值处理。其次,以含FSCWT风电场接入甘肃民勤电网为例,研究了风电场接入对该区域电网产生的影响。首先在电力系统分析软件DIgSILENT中搭建风电场模型以及区域电网的模型,针对风电场接入后的无功电压问题,探讨了无功配置的原则,然后计算了风电场的无功补偿容量。其次对电网进行了潮流计算和短路计算,通过潮流计算检验网络结构并选择无功调压装置、无功补偿设备等配置。通过短路计算分析了风电场接入对电网各节点短路电流的影响,在此基础上,研究风电场接入对区域电网电压的影响,分析电网内大部分节点电压升高的原因。最后通过对含FSCWT风电场稳定机理的分析,对比分析了含FSCWT风电场与含双馈风电机组风电场接入后的低电压穿越能力和对电网的暂态稳定性的影响,并且研究了不同故障点的暂态稳定性。研究结果表明所建立的风电场模型准确有效;含FSCWT风电场接入能提高区域电网稳定性;当电网故障时,相对于含双馈风电机组风电场,含FSCWT风电场对电网具有更好的暂态稳定性和低电压穿越能力。最后,针对含FSCWT风电场接入后的电压稳定性分岔问题,以含FSCWT风电场接入典型的两机三节点系统为例,首先讨论了分岔理论的基础知识以及分岔理论与电力系统结构稳定性的关系,其次建立了表征机组动态特性的微分代数方程组,在此基础上,应用分岔理论并结合时域仿真法在MATLAB/MatCont仿真环境中进行了单参数分岔分析和多参数分岔分析,分析了系统电压失稳乃至崩溃的发生发展过程,系统电压稳定性及解结构随参数变化的非线性范围内的动力学本质被揭示,并且不同控制参数情况下系统的分岔点和电压崩溃临界点被确定。最后分析了风速波动大小、风速扰动时刻及励磁电压大小对机组并网电压稳定性的影响,研究了励磁调节作用下节点电压随风速变化情况。研究结果表明,系统平衡解数目和节点电压会随风速波动和励磁调节作用发生改变;风速波动较大时,通过增大励磁电压,可以提高系统的电压稳定裕度和承载无功的能力,并保证机组在高风速下稳定运行,从而为FSCWT的稳定运行控制提供了理论基础。