近年来,全球能源电力系统正处于清洁化、低碳化和智能化的关键转型期,可再生能源发电已成为全球主力发电来源。在可以预见的将来,超高占比新能源电网将是未来清洁电力系统的重要特征。随着高比例新能源接入电网,大量电力电子装置改变了传统电网以同步发电机为主的基本形态。以电力电子装置为接口的新能源机组普遍不具有电压调节能力,使得电压稳定问题越来越突出。此外,新能源机组的高压耐受能力差,高压直流故障产生的送端暂态过电压容易传递至近区风电场,导致风机脱网事故发生。基于此,本文在面向未来超高占比新能源电网的背景下,研究了超高占比新能源电网的电压稳定性以及新能源直流外送系统的暂态过电压抑制措施。本文的主要研究内容和创新成果如下:(1)提出了受静态电压稳定约束的新能源最大接入比例计算方法静态电压稳定方面,基于传统单机单负荷模型,提出了超高占比新能源并网数学模型,给出了受静态电压稳定约束的新能源最大接入比例理论计算方法;考虑工程实用性,推导了给定静态电压稳定裕度下的新能源最大接入比例计算公式;借助PSASP静态电压稳定分析模块,利用该方法计算了某实际电网在三种运行状态下的新能源最大接入比例范围。(2)研究了不同水平新能源渗透率下的暂态电压稳定性暂态电压稳定方面,利用时域仿真法,分别针对超高占比双馈风电机组接入送端和受端电网的两种情况,研究了不同风电渗透率时相同故障下系统的极限切除时间和机组无功出力变化情况,结果表明无论双馈风电机组是接入送端还是受端系统,由于风电机组的暂态无功出力远弱于同容量同步发电机,随着风电渗透率的提高,暂态电压稳定性均呈现变差的趋势;对比分析了同一水平渗透率的风电机组分别接入送端和受端电网时,系统的暂态电压稳定特性差异,对比结果表明相同风电渗透率下,风电机组接入受端系统对暂态电压稳定性的影响更大。(3)对比分析了常用动态无功补偿装置对新能源直流外送系统的暂态过电压的抑制效果针对直流故障后的暂态过电压问题,分析了新能源直流外送系统发生换相失败和直流闭锁故障时,直流功率特性的暂态变化过程;针对送端加装动态无功补偿装置抑制直流暂态过电压的措施,在基于电磁暂态仿真的简单两区域系统中对比了常用动态无功补偿装置的抑制效果。结果表明,同步调相机对新能源直流外送系统的暂态过电压抑制效果最优;最后,在基于机电暂态仿真的实际大电网算例中验证了两区域系统的结论。