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中国能源发展战略已将大规模开发利用风电作为其重要组成部分。由于风力资源与负荷需求分布不一致,需将风电大容量、远距离地向外输送。串联补偿电容技术具有减小输电线路损耗并同时提高线路输送容量的优点,可作为实现风电大规模外送的技术支撑,但该技术的广泛应用,同样存在可能诱发风电场次同步振荡的问题,次同步振荡的发生严重影响了大规模风电基地及外送系统的安全稳定运行。针对含双馈机组DFIG(Doubly-Fed Induction Generator)风电场经串补并网引起的次同步振荡(Sub-synchronous Oscillation,SSO)问题,本文进行了以下方面的研究:1.对DFIG风电场经串联电容并网系统进行了详细的数学建模,具体包括风能捕获的空气动力学模型、风力机轴系传动系统模型、双馈感应发电机模型、直流电容动态过程模型、转子侧变换器控制模型、网侧变换器控制模型、输线模型等。通过坐标变换实现dq解耦控制,并对转子侧变换器和网侧变换器的PI控制方式进行了详细阐述。2.用基于阻抗的奈奎斯特稳定判据对DFIG风电场次同步振荡进行初步分析,验证风速、串联补偿度对风电场次同步振荡的影响。再通过复转矩系数法进行详细分析,在发电机转子上附加小信号增量,得到电气阻尼曲线,最后使用时域仿真法直观的验证了分析结果。当风速越小、串补度越大,就越容易发生感应发电机效应(induction generator effect,IGE),引发次同步振荡。此外,转子侧变换器的电流内环的比例和积分参数越大,越容易导致由风电机组控制器引发的次同步控制相互作用(sub-synchronous control interaction,SSCI),这是风电场特有的次同步振荡形式。3.在DFIG风电场次同步振荡机理分析的基础上,采用附加阻尼控制器的方法来抑制次同步振荡。用复转矩系数法得到的电气阻尼最低点的频率和需要补偿的角度,来计算附加阻尼控制器的移相环节参数,并利用粒子群智能算法对附加阻尼控制器的参数进行寻优,附加阻尼控制器可以补偿电气阻尼,提高系统的稳定性。4.本文提出了转子侧变换器电磁转矩Te控制外环采用RBF神经网络控制取代传统PI控制的方法。在不同风速及不同串补的情况下,转矩环的RBF神经网络的自学习能力使得PID控制器具有自适应性,可适应双馈风电场不同串补以及不同风速下的复杂的运行工况。采用传统PI控制参数会诱发次同步振荡,仿真证明本文所设计的RBF神经网络控制器对次同步振荡具有良好的抑制效果。