随着风力发电技术的进步,风力发电行业得到了迅猛发展,风电并网规模进一步扩大,但大规模的风电并网也给电力系统带来了许多新问题。大型风电场群的出力波动会引起电网电压波动,其中接入点电压的波动问题尤为突出。双馈型风电机组以其变速恒频运行特性、能够参与系统的无功功率调节等一系列优势得到了越来越多的青睐。但是目前针对大型双馈风电场群多种无功补偿装置参与的无功电压协调控制策略的研究较少,并且适用于大型双馈风电场无功调节研究的等值模型也需要进一步的研究。针对以上问题,本文首先建立了含风速、风力机、发电机模型及换流器控制模型的双馈风电的数学模型。在此基础上,研究了双馈风机的动态无功出力特性以及双馈风机的无功出力范围。同时研究了并联电容器和静止同步补偿器的补偿原理及无功补偿特性,并且建立了静止同步补偿器的控制模型。对于大型双馈风电场的等值模型,本文首先分析了风电场的典型拓扑结构,并基于尾流效应的Jensen模型对风电场进行机群划分,之后利用改进的容量加权等值法对风电场进行等值建模。最后,基于双馈风机、并联电容器和静止同步补偿器的无功出力特性以及双馈风电场等值模型,提出了包含以上三种无功补偿装置的针对风电场群集中接入点的两层分阶段无功电压协调控制策略,主要包括基于风速预测数据的电容器投切、基于无功电压灵敏度的风电场间无功分配以及双馈风机和静止同步补偿器间的无功再分配三个部分。并采用所建立的双馈风电场等值模型进行计算和仿真研究,验证了所提无功电压控制策略的有效性与适用性。