- 文献综述（或调研报告）：
我国的电力系统随着科技发展和社会进步得到了长足发展，也面临着转型的挑战，风力发电由于其可再生性和无污染性，再加上风力发电设备建设周期较短，使其逐渐成为可持续清洁能源的代表，获得最快的发展和最广泛的应用。但由于其自身特性，大规模风电并网会给电力系统带来不小的挑战。目前人类探明的可供人类利用的全球风能约为2times;107MW，全球风电总装机容量逐年递增。我国风力发电起步较晚，但发展速度在世界上名列前茅，新增风电装机容量连年世界第一，专家预计到2020年我国风电累计装机容量将达到200GW。[1]说明风电在我国得到了长足发展，但也面临着风电引发的稳定性问题，诸如频率波动、低电压穿越、低频振荡等。
1、双馈异步风力发电机建模
双馈异步发电机相较其他风机具有两大优势，一是可以进行有功功率和无功功率的解耦控制，二是接入电网后可以对风轮机的转速进行调节，所以因为这两个特点，双馈异步发电机逐渐成为风电场中的主流机型。文献[1]给出了双馈异步风机的模型，并考虑了塔影效应对风机输出功率的影响。文献[2]同样给出了双馈异步风机的数学模型，分析了风轮机的控制策略，并通过对转子侧变频器的分析给出了有功和无功功率解耦控制的方法。文献[3]通过使用Weibull分布模型、混合风速模型以及风轮等效风速模型获得了随机风速的效果。
风机输出功率的变化除了与风速波动有关以外，风切变效应和塔影效应也是导致风力发电机产生的功率周期性波动的主要原因。风切变效应定义为风速随高度的增加，对于三叶片风机，每个叶片在每个旋转周期中经受最大和最小风速一次，因此，所产生的功率的总效应表现为3p频率的脉动。塔影效应被定义为当叶片正好在塔前扫过时叶片经受的风速降低。对于三叶片风机，每个叶片在旋转周期中减小一次，因此，所产生的功率的总效应表现为3p频率的脉动[4]。在这两者的影响下，会出现频率为风轮机转动频率三倍的功率波动，通常该波动的频带包含了系统的固有频率。当风电功率波动的频段范围覆盖了系统中某些较弱的阻尼模式的频段的频率时，就有可能在系统中引发较大的强迫振荡[5]。
文献[6]分析了风力发电3p频率波动对系统强迫振荡的影响，构建了含有风切变和塔影效应的风速模型，仿真分析了在不同的风机模型中，风电3p 频率波动对强迫振荡幅值的影响。文献[7]对于串联补偿电力网络接口的基于双馈风力发电的风电场，定量精准地分析了引发次同步谐振的原理，并提出了使用集成RLC电路补偿的方法。文献[8]同样构建风电场模型，并解释了系统中存在的多种振荡模式，根据频率和阻尼比分为不同的类别。文献[9]则更注重分析双馈电机在小信号作用下的稳定性，并进行测试。
- 电力系统强迫振荡
目前的研究情况显示，电力网络中的低频振荡主要有两种形式：一种是由负阻尼引起的，即因为系统阻尼不足，在一定的条件下由发电机等元件供给的正阻尼不足以弥补系统中的负阻尼，进而导致幅值逐渐增加的振荡形式。另一种是由于电力系统受到外界的周期性扰动，在扰动频率与系统的自然振荡频率相差不大时产生的影响范围较广的功率振荡，即强迫振荡的振荡形式。
文献[10]指出，持续的周期性小扰动会引起电力系统强迫振荡，当扰动频率接近系统固有振荡频率时，会引起系统谐振，导致大幅度的强迫功率振荡。谐振引起的强迫功率振荡的幅值与扰动的幅值、系统的阻尼大小有关。扰动的幅值越大，谐振幅值越大；系统阻尼越强，谐振幅值越小。谐振引起的强迫功率振荡的表现形式类似于属于自由振荡的电力系统负阻尼或弱阻尼 低频振荡，但两种振荡的起因不同。以单机无穷大系统为系统模型为基础，详细阐述了电力系统强迫振荡的基本原理，给出了模型中强迫振荡的分析方法，分析了强迫振荡的瞬态和稳态响应。此外，文中还研究了决定强迫振荡振幅的各个变量。为强迫振荡的理论分析进行了基础性的研究总结。文献[11]用复模态叠加的方法推导了多机电力系统发生强迫振荡的稳态响应，分析了各个机组间参与强迫振荡的影响因素。
文献[12]以两机等值系统模型为基础，在机理上研究了原动机功率与负荷两者持续周期性小扰动所造成电网功率振荡的区别，对目前电力系统存在的低频振荡现象有参考价值。文献[13]通过二次功率低频振荡事件实例，阐述了振荡机理，为研究实际电网中的低频振荡事件提供了一种分析思路。文献[14]分析了负荷作为扰动源引发的强迫振荡，提出可以将周期性负荷扰动等效为对发电机施加一个与符合扰动同步的强迫项，定义了节点负荷扰动对系统固有振荡模式的影响因子，从节点周期性负荷波动这个角度推导了多机系统中强迫振荡幅值及相角的表达式。
而在文献[5][6]中，将强迫振荡的发生，具体到风电场引发的情况，分析风机的特殊性导致的电力系统强迫振荡，并以风电场为振荡源提出抑制方法。
- STATCOM研究现状
STATCOM是当今无功补偿领域最新技术的代表，属于灵活柔性交流输电系统（FACTS）的重要组成部分。其并联于电网中，相当于一个可控的无功电源，其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化，自动补偿电网系统所需无功功率，对电网无功功率实现动态无功补偿。
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