次同步振荡是指在
电力系统中，由直流输电引起的汽轮发电机组的轴系扭振现象。这种现象不同于传统的次同步谐振，后者是由串联
电容补偿引起的。次同步振荡问题自1970年代以来引起了广泛关注，特别是在1971年美国Mohave电站发生的事故之后。
次同步振荡是在交流输电系统中采用串联电容补偿时可能出现的现象。这种补偿方法虽然能够提高线路输送能力和增强电力系统暂态稳定性，但也可能导致电力系统的次同步谐振。次同步谐振的原因和影响可以从异步发电机效应、机电扭振互作用和暂态
力矩放大作用等方面理解。次同步振荡问题的主要关注点在于由扭转
应力导致的轴系损坏，这种情况既可以由长时间的低幅值扭振累积引起，也可能由短时间的高幅值扭振导致。
直流输电引起的次同步振荡与串联
电容补偿引起的次同步谐振在机理上有区别。直流输电系统输送的功率与网络频率无关，因此对汽轮发电机组的频率振荡和次同步振荡均不起阻尼作用。然而，仅此一点不足以导致次同步振荡的不稳定。只有在一系列不利因素共同作用时，才会出现次同步振荡不稳定，这些因素包括汽轮发电机组与直流输电整流站的距离、与交流大电网的连接强度以及额定功率等因素。
直流输电系统不稳定的原因包括多个方面，如汽轮发电机组与直流输电整流站的距离过近、与交流大电网的连接薄弱、额定功率在同一数量级上等。当汽轮发电机组与交流大电网的连接较弱时，常规电力负荷的阻尼作用基本无效。此外，当直流输电系统的
输送功率主要由附近汽轮发电机组提供时，功率振荡主要发生在直流输电整流站和附近汽轮发电机组之间。如果直流输电系统与附近汽轮发电机组的
额定容量相近，情况会更加严重。逆变站附近的汽轮发电机组不受直流输电系统的影响，因为它们不向直流输电系统提供功率，而是与逆变站并列运行，供电给常规负荷。
影响
电力系统次同步振荡问题数学模型和计算方法的因素包括原始数据的详细程度和正确性、次同步振荡的类型以及研究目的。
分析电力系统次同步振荡问题的方法可分为两类：筛选法和精确分析法。筛选法主要用于分析电力系统是否会发生次同步振荡以及哪些机组会发生次同步振荡。这类方法的特点是所需原始数据少，计算方法简单，物理概念明确，所得结果近似，可作为进一步精确分析的基础。典型代表有频率扫描分析法和机组作用系数法。精确分析法可以较为精确和定量地研究次同步振荡的详细特性，但需要详细的原始数据。典型代表有复转矩系数法、特征值分析法和时域仿真法。这些方法的共同特点是需要较详细和精确的原始数据，如发电机组的轴系参数，直流输电系统控制器的结构和参数等。采用特征值分析法和时域仿真法，所能研究的网络规模不能太大，通常需要对实际网络作一定的简化后才能进行分析。在规划阶段，采用此类方法进行实际的计算和分析是比较困难的。
频率扫描分析法是一种近似的线性方法，用于筛选出具有潜在SSR问题的系统条件，并确认不对SSR问题起作用的系统部分。具体做法是模拟相关系统，使用正序网代替除待研究
发电机外的其他发电机，并使用次暂态电抗等值电路模拟待研究发电机。通过计算不同频率下的等效
阻抗，可以初步评估次同步谐振的三个方面问题。频率扫描法可以确定是否存在异步发电机效应、机电扭振互作用和暂态
力矩放大作用。对于已确认的SSR问题，其严重程度需要通过其他模型进行校核。
机组作用系数法是一种定量的筛选工具，用于表征发电机组与直流输电系统相互作用的强弱。该方法通过
计算机组作用系数UIF来判断发电机组与直流输电系统之间是否有显著的相互作用。当UIF小于0.1时，可以认为无需对次同步振荡问题进行进一步研究。UIF法所需的原始数据少，不需要了解直流输电控制系统特性和发电机组轴系参数，使得判断新规划或设计的直流输电系统是否会引起次同步振荡变得容易。
复转矩系数法通过对
发电机转子相对角度施加小值振荡，计算电气复转矩和机械复转矩，从而分析系统在特定频率下的振荡特性。当机械弹簧系数和机械阻尼系数加上电气弹簧系数和电气阻尼系数趋近于零时，系统处于临界状态。如果此时机械阻尼系数和电气阻尼系数小于零，则系统对于该频率的轴系振荡模式是不稳定的。
特征值分析法利用系统的小扰动线性化模型，计算特征值、特征
向量及相关因子，分析轴系扭振模式及其阻尼特性，以及轴系质量块的扭振幅度和
相位的相对关系。该方法可以找出与扭振模式强相关的质量块，进行灵敏度分析，并设计控制器以抑制次同步振荡。缺点是对系统的描述只用正序网络，求特征值的矩阵阶数高，难以适应多机
电力系统的情况。
时域仿真法通过
数值积分的方法一步步求解描述整个系统的
导数方程组，可以详细模拟
发电机、系统控制器，以及系统故障、开关动作等各种网络操作。该方法可以计及各种非线性因素的作用，既是研究大扰动下次同步振荡的基本工具，也是研究小扰动下次同步振荡的重要手段。缺点是难以鉴别各个扭振模式和阻尼特性，对次同步振荡产生的机理、影响因素及预防对策不容易提供信息，且在用于小扰动下次同步振荡的研究时，存在需要较长仿真时间和将机械阻尼转化为
质量弹簧模型下的阻尼等问题。