随着风力发电技术快速发展,大型风电场并网安全性问题越来越受到关注。文章阐述了风电技术发展现状以及存在的机网扭振问题,介绍和总结了国内外关于风电场机网扭振的研究现状;然后以小干扰分析法为理论依据,分别建立了并网双馈风电机组和并网直驱永磁风电机组系统中各模块的小信号模型,并根据可控串联补偿器(TCSC)的数学模型,推导了其各模块的小信号模型。根据建立的模型,首先,本文分析了轴系参数对不同类型双馈风电机组轴系固有扭振模态频率的影响,研究了不同类型单机并网双馈风电机组扭振模态的变化规律。建立了多机模型,分析多机双馈风电机组间机网扭振的传递特性,结果表明不同类型双馈风电机组间存在扭振传递作用;同样地,分析了直驱永磁风电机组的扭振模态与轴系参数的关系,以及多机系统中机网扭振的传递特性。其次,为研究大型风电场的扭振传递作用,本文基于小干扰分析法建立的空间状态模型,利用矩阵相似变换原理,对大型风电场中风电机组进行了等值,然后,分析了大型等值双馈风电场和非同型等值风电场中机网扭振传递规律。结果表明,大型风电场机网扭振传递作用与风电场中风机的组成类型、额定功率、不同风机的数量及分布等均有关,并且不同的扭振模态其扭振传递作用也不一样;并从抑制风电场机网扭振的角度出发,对新建风电场风机类型选用和数量选择上给出了建议。第二,通过时域仿真和频谱分析验证了双馈风电机组机网扭振现象的存在,以及本文对其扭振模态分析的正确性;文中提出利用TCSC对大型双馈风电场机网扭振进行抑制,主要对其主电路参数进行了设计,并将其控制策略分为容性模式和感性模式,分析了不同模式下的TCSC对双馈机组机网扭振的抑制效果。第三,结合TCSC工程实际运行的需要,对其容性模式下的阻尼控制策略进行了改进,加入了附加阻尼控制模块,并分析了该模块的机网扭振抑制原理。最后利用MATLA B软件进行时域仿真分析,其结果验证了在不同故障点以及各种情形下,改进阻尼控制策略的TCSC对大型等值双馈风电场机网扭振均有较好的抑制效果。