近几年大区域互联电网得到了极为迅速地发展,而低频振荡又是互联电网的固有现象,其振荡是否最终能够稳定是保障电力系统具有安全运行性的先决条件,得到极大关注。与此同时,风电作为最具开发潜力的可再生能源,近年来并网规模逐年增加。当大规模风电场并网运行时,风电渗透率达到一定水平后,区域间低频振荡成为制约联络线传输能力和系统消纳风电能力的瓶颈。大规模风电并网对区域间、区域内的负阻尼或弱阻尼现象可能会产生较为不利的影响。因此,含大规模风电并网的互联电力系统低频振荡问题成为一个亟待研究的重要课题。本文应用模态分析法、基于量测信号的低频振荡分析法和低频振荡概率稳定分析法分析了含大规模风电场的互联电力系统低频振荡特性。这三种方法的分析结果一致表明,大规模风电并网会对互联电力系统的低频振荡产生一定的影响。为了抑制大规模风电并网后互联电力系统低频振荡产生,本文对双馈风电机组的控制策略进行改进,提出了有功阻尼控制和无功阻尼控制两种附加控制模型,并采用模态控制理论和基于邻域拓扑的文化差分进化算法分别确定了两种附加阻尼控制的参数。仿真结果表明,两种附加阻尼控制均有效抑制了互联电力系统低频振荡,提高了系统的小干扰稳定性。本文主要研究工作如下:(1)研究基于量测信号的低频振荡分析方法,针对发生低频振荡的实测信号独有的特点,提出了两种基于量测信号的分析方法对低频振荡进行分析。第一种分析方法是将已有的随机子空间辨识方法应用于低频振荡分析中;第二种分析方法提出应用相空间重构对小波理论进行改进,应用相空间重构后的高维矩阵作为输入,使得改进后的小波融合算法是基于数据缩减与分频段的,解除了小波识别时必须面对的高维问题。应用这两种方法对加噪信号进行模式辨识,辨识结果表明这两种方法具有较高的准确度和精度。(2)研究低频振荡概率稳定性分析方法,提出应用可信性理论对含大规模风电场的互联电力系统低频振荡进行概率小干扰稳定分析。建立了低频振荡概率可信度指标,应用模糊模拟算法计算了振荡模式的阻尼比与频率的期望值、方差以及低频振荡概率可信度指标。通过与蒙特卡罗法、两点分析法的计算结果相比较,验证了应用该方法进行含大规模风电场的电力系统低频振荡概率稳定分析的可行性,具有计算精度高、求解速度快的特点;且该方法仅需要根据实际情况确定不确定参数的隶属度函数类型和变化范围,数学模型简单,易于实现。(3)提出对双馈风电机组控制策略进行改进,以风电机组输出的有功功率波动信号作为辨识信号,增加附加无功阻尼PID控制,产生阻尼控制电流,接入双馈风电机组电网侧变流器内环控制d轴电流分量中。建立了风电接入互联系统闭环数学模型,应用模态控制理论,确定控制参数。以大规模风电场并入四机两区域系统为例,分别对互联电力系统内发生故障和双馈风电机组风速扰动两种运行情况进行了仿真分析,并与未考虑附加阻尼控制的情况进行了对比。仿真结果表明,所提方法可以有效抑制风电接入下电力系统的低频振荡,实现稳定的阻尼控制。(4)为抑制含大规模风电场互联电力系统联络线上的功率振荡,提出在双馈风电机组控制中增加附加的有功阻尼控制。首先,将电力系统联络线有功功率波动信号作为控制辨识信号,附加PID控制环节,接入双馈风电机组转子侧变流器内环控制q轴电流分量中。然后,对控制参数进行辨识。在进行附加控制器参数设计时,进行低频振荡概率稳定性分析,得到优化目标函数,应用基于邻域拓扑结构的文化差分进化算法得到最优控制参数。最后对提出的附加阻尼控制进行仿真分析,结果表明改进后的控制能够有效阻尼区域间的功率振荡,改善了大规模风电并网后系统的阻尼特性。