随着风电渗透率逐渐增加,大规模风电需经长线路远距离输送至电网,导致风机机组与弱电网的动态交互作用明显,弱电网条件下双馈风电系统的并网稳定性问题凸显。论文围绕弱电网下双馈风电系统的并网稳定性问题,开展双馈风电机组及控制系统的阻抗建模、并网稳定性分析及提升稳定性的控制策略研究,对提高弱电网下双馈风电系统的并网稳定运行能力具有重要意义。论文主要研究内容包括:(1)为了分析控制参数对双馈风电系统并网稳定性的影响,基于双馈风电系统的结构,建立双馈风电系统的序阻抗模型。首先,利用谐波线性化的方法,分别建立双馈感应电机的序阻抗模型和考虑电流环以及考虑电流环和锁相环的双馈风电系统三种不同类型的序阻抗模型。其次,对比分析三种不同类型序阻抗模型的差异和适应范围。最后,采用时域仿真频率扫描方法对所建序阻抗模型有效性进行验证。(2)针对双馈风电系统传统矢量控制策略难以适应电网阻抗变化可能导致失稳的问题,提出一种双馈风电系统锁相环参数自适应控制策略。首先,利用双馈风电系统的序阻抗模型,分析锁相环带宽和电网阻抗对弱电网下双馈风电系统并网稳定性的影响。其次,利用双馈风电系统并网阻抗稳定判据,获得不同电网阻抗下双馈风电系统的并网稳定运行区域。最后,基于电网阻抗在线检测方法,提出锁相环参数自适应控制策略,并通过仿真比较对所提控制策略有效性进行验证。(3)针对现有阻抗模型难以直接分析基于虚拟同步控制的双馈风电系统并网稳定性的问题,提出一种基于dq旋转坐标系输出阻抗建模的稳定性分析方法。首先,基于双馈风电系统的虚拟同步控制结构,利用小扰动分析方法,推导计及功率外环的双馈风电系统dq轴阻抗模型。其次,获取虚拟同步控制下双馈风电系统输出阻抗特性,并通过时域仿真频率扫描方法进行比较验证。然后,利用广义Nyquist判据,分析不同电网强度和不同控制参数对虚拟同步控制下双馈风电系统并网稳定性的影响。最后,采用阻抗理论和时域仿真对比分析虚拟同步控制和矢量控制两种控制策略下双馈风电系统输出阻抗的频率特性和弱电网的并网稳定运行能力。论文研究成果对弱电网下的双馈风电系统稳定性分析方法,以及提升稳定性的控制策略研究奠定理论基础和提供技术支撑。