本发明公开了一种基于等效开环过程的风火耦合系统稳定性判定与补偿方法，属于新能源并网系统稳定分析与控制技术领域，包括：通过等效开环过程对风火耦合系统进行解耦，得到计及虚拟惯量与下垂控制的风机与除去风机后的剩余子系统；分别为计及虚拟惯量与下垂控制的风机和剩余子系统建立多变量的开环频域模型，将多变量的开环频域模型转换为单变量的闭环传递函数；将闭环传递函数的倒数作为特征传递函数，通过特征传递函数判定风火耦合系统的稳定性。当判定风火耦合系统不稳定时，对风火耦合系统的锁相环进行相位补偿。本发明稳定性判定结果准确，且在通过相位补偿进行次同步振荡抑制，可在保证耦合系统稳定的前提下达到满意的调频效果。