近年来,我国经济高速发展,为应对环境污染和气候变化问题,做出了能源结构调整,以风电和光伏为代表的新能源大量接入电网,同时由于我国风能资源分布不均,加之为充分利用输电通道,风电与火电组合外送便成为一种可行的运行方式,风电场与传统火电机组相互作用引发的次同步振荡(SSO)问题已经威胁到电网运行安全。本文基于阻抗法,研究直驱风电场与火电机组次同步振荡影响问题。(1)首先推导出了考虑多质量块的发电机机端阻抗,然后基于现有判据不足,提出了分析含多质块发电机的SSO稳定问题的阻抗函数极点法,为下一步分析风火组合系统中两者之间的影响奠定了方法基础。通过建立含多质量块轴系、同步发电机等数学模型,推导出了考虑多质量块的发电机机端阻抗,由于在火电机组轴系扭振频率处,阻抗曲线相位和幅值都有剧烈变化,发现利用总行列式、广义奈奎斯特等“曲线判据”分析火电机组SSO存在不足。为此提出分析含多质量块发电机SSO稳定问题的阻抗函数极点法,并在分析其SSO时进一步验证了阻抗函数极点法和特征根分析法在本质上具有一致性,时域仿真结果也验证了所提方法的正确性。(2)建立了直驱风电机组dq轴输出阻抗模型,并利用分式多项式函数成功拟合出直驱风机dq轴阻抗解析式,为下一步研究整个风火组合系统SSO稳定分析奠定基础。采用dq线性化建模方法,推导出直驱风电机组的输出阻抗模型,因其动态环节多、系统阶数高等原因,无法直接写出解析式,故采用分式多项式函数拟合出直驱风机dq轴阻抗解析式。结合该解析式,采用前述提出的阻抗函数极点法,通过求解直驱风机并网的闭环阻抗极点来进行分析。阻抗极点理论与PSCAD/EMTDC仿真情况相一致,验证了该方法推广到直驱风电机组的正确性和有效性。(3)实现了采用阻抗法将传统火电和新能源风电的次同步振荡问题统一分析的目标,然后基于频率差异化,分析了导致火电机组发生次同步振荡的机理,量化研究了直驱风机并网与火电机组发生SSO的关系。首先在前述阻抗推导的基础上,将风火组合系统在统一坐标系建模,针对不同送出系统(有无串补)进行稳定性分析。然后基于频率差异化,将直驱风机并网振荡频率划分为相距轴系扭振频率较远和较近两类,继而基于阻抗分析法,结合阻抗传递函数极点判据,从而准确量化直驱风机并网SSO与火电机组之间的关系,得到直驱风机与火电机组并网次同步振荡影响特性,并进行时域仿真验证。