当风能资源和负荷中心逆向分布,风电一般采取大规模集中式开发、远距离高电压输送的发展模式,实现风能资源的跨区域优化配置。大规模风电场一般位于电网末端,电网对风电场接入点电压的支撑能力不足,使风电场接入点电压易受到风电场有功和无功功率的影响。双馈风电机组一般以单位功率因数运行,在风速波动时,风电场的有功出力相应变化而无功通常保持不变,将导致风电场接入点电压波动,可能影响风电场的电能质量、功率传输和设备安全,甚至影响整个系统的电压稳定。目前主要通过加装无功补偿装置来抑制风电场接入点电压变化,但是难以兼顾响应速度和补偿容量的要求。利用双馈风电机组快速的功率解耦控制能力,可以解决风速波动下风电场的电压稳定问题。为此,本文研究了风速波动下风电场接入点电压变化的特性,分析了风速波动下双馈风电机组的无功容量及其动态变化规律,提出了面向风速波动的双馈风电场无功控制方法,主要内容如下:(1)从双馈风电机组的控制模型、风电送出系统的电路模型以及风速模型出发,搭建双馈风力发电系统的仿真模型,验证了风电场接入点电压变化程度与风速波动程度、电网强度以及风电场无功出力的关系。(2)针对双馈风电机组无功容量分析不完善可能导致无功容量利用不充分或者控制越限的问题,考虑转子电流和变流器容量的约束,对双馈风电机组的无功容量进行了刻画。考虑风速波动下风电场无功容量和系统无功需求的动态特性,提出了面向风速波动的双馈风电场快速无功控制策略,并通过仿真进行了验证。(3)针对风速快速波动时系统无功需求可能超过风电场无功容量的极端情况,根据双馈风电机组有功出力和无功容量的约束关系,提出了双馈风电场主动电压控制思想。考虑双馈风电机组的功率特性及源网交互作用,提出了适用于不同风速区间的双馈风电场主动电压控制方法,并通过仿真进行了验证。