近年来,以化石能源为主体的能源体系面临的能源短缺、环境污染等问题日益突出,传统能源向新能源转型是社会发展的必然趋势。风力发电以其技术成熟、发电成本低、清洁度高等优点在我国能源结构中占据重要地位,得到快速发展。由于风能资源和负荷中心地理位置错配,大规模风电经特高压直流(UHVDC)输送是促进风电消纳的有效手段。当特高压直流输电系统发生连续换相失败等严重故障时会导致直流闭锁,进而引发送端风电场的高电压穿越(HVRT)问题。针对该问题,本文从降低直流连续换相失败引发直流闭锁的风险和直流闭锁后送端风电场的高电压穿越协调控制策略两方面进行研究。首先建立了永磁直驱型风力发电系统、风电场静止同步补偿器(STATCOM)、特高压直流输电系统的数学模型,分析了各部分的工作原理和控制策略,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了永磁直驱风电场经特高压直流送出的仿真模型;分析了直流输电线路故障和连续换相失败引起直流闭锁的原因,根据风电场经特高压直流外送的数学模型,研究了直流闭锁故障引起送端风电场暂态过电压的机理。其次,针对连续换相失败导致直流闭锁问题,提出优化整流侧定电流控制环节PI参数的方法来抑制连续换相失败。通过建立整流侧定电流控制系统数学模型,分析得出定电流控制器不同控制参数会对直流系统连续换相失败产生影响;提出了改进粒子群算法对直流系统定电流控制环节比例和积分系数进行优化;仿真验证了采用本文提出的改进粒子群算法选取的定电流控制环节比例和积分系数可以使系统保持良好的运行特性,降低直流系统连续换相失败的风险,减小引发直流闭锁的可能性。最后,针对特高压直流闭锁故障引发送端风电场高电压穿越问题,分析了过电压时永磁直驱风电机组(PMSG-WT)的功率可控域;提出了基于机组可控域划分的风电机组和静止同步补偿器相协调的风电场高电压穿越控制策略,在机组可控域内,PMSG-WT利用其动态无功控制实现高电压穿越,当超出机组可控域时,利用风电场静止同步补偿器与PMSG-WT协调控制实现高电压穿越;仿真验证了理论分析与所提控制策略的准确性与有效性,降低了直流闭锁故障导致风电机组高电压脱网的风险。