本發(fā)明提出了一種雙向耦合新能源同步機系統(tǒng)及運行方法，包括新能源發(fā)電單元、雙向耦合新能源同步機裝置、測控保護(hù)裝置、場站級管理系統(tǒng)、負(fù)載和電網(wǎng)；雙向耦合新能源同步機裝置包括通過機械耦合裝置同軸聯(lián)接的新能源側(cè)電機和電網(wǎng)側(cè)電機，新能源發(fā)電單元驅(qū)動新能源側(cè)電機，新能源側(cè)電機通過機械耦合裝置驅(qū)動電網(wǎng)側(cè)電機；場站級管理系統(tǒng)實時監(jiān)測新能源發(fā)電單元和電網(wǎng)的運行狀態(tài)，以協(xié)調(diào)新能源發(fā)電單元的出力；測控保護(hù)裝置接收場站級管理系統(tǒng)監(jiān)測得到的信息，并對雙向耦合新能源同步機裝置的運行進(jìn)行控制；雙向耦合新能源同步機系統(tǒng)可運行于發(fā)電、調(diào)相和反向三種模式。本發(fā)明系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各種新能源場站，在實現(xiàn)新能源機組靈活運行的同時也提高其對電網(wǎng)的支撐功能。