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化石能源的枯竭及日益加剧的环境污染促进了可再生能源发电飞速发展。传统电力系统中,发电设备均为与电网保持实时同步的旋转机组,为强可控设备,但以风力发电为代表的可再生能源发电机组运行特性具有高度的随机性,以双馈风机(double-fed induction generator,DFIG)为代表的变速风力发电机组,因加入变流器控制环节,实现了机电解耦,与传统发电机组呈现较大的特性差异。含附加惯量控制的风电机组可响应电网的动态行为,提高系统动态响应能力。但与传统同步机组固有惯量不同,风电机组通过控制环节所虚拟的惯量大小可变,该类机组大规模接入电力系统,意味着系统中将具备大量的惯量可控发电机组,势必会对电网的动态特性存在影响。本文主要研究惯量可控双馈风机对系统动态特性影响,主要研究内容如下:1)建立了 DFIG的数学模型,研究其主要控制系统的工作原理,详细分析了 DFIG附加惯量控制系统的响应过程以及DFIG转速保护模块对响应过程的影响。基于此建立含附加惯量控制的DFIG仿真模型,为后续工作奠定基础。2)阐明DFIG附加惯量控制引入的状态变量与同步发电机组耦合关系。搭建扩展单机无穷大及四机两区域仿真系统,通过模态分析法研究含附加惯量控制的DFIG风电场接入位置及控制增益对系统振荡模态的影响。由分析结果可知,控制增益对振荡模态的影响与所接入的区域有关。3)基于惯性中心(Center of Inertia,COI)等效理论,建立计及DFIG附加惯量控制作用的惯性中心等效模型,推导惯性中心同步机功角运动方程,由方程可知,DFIG参与系统动态响应过程将影响系统的惯性中心功角加速度。4)基于惯量控制原理,研究了含附加惯量控制DFIG在系统暂态过程中的动态特性,分析了其运行极限与运行模式对响应系统动态行为能力的影响,结合推导所得惯性中心同步机功角运动方程,得出含附加惯量控制DFIG等容量替代同步机组接入时,会改善系统功角首摆的幅度。