随着越来越多风电、光伏等大规模新能源并网,传统同步发电机数量逐渐减少,电力系统由同步发电机主导过渡为电力电子换流器主导,电力系统的惯性不断减小,对电力系统安全稳定运行构成了严重威胁。模块化多电平技术在大规模、远距离风电场并网的领域具有显著的优势,面向未来的高比例分布式新能源的智能电网,研究含MMC(Modular Multilevel Converter,MMC)接口并网的新能源,改善系统频率响应,防止低惯量系统频率崩溃,是当前有待解决的问题。在此背景下,本文针对风电场MMCHVDC(Modular Multilevel Converter High Voltage Direct Current,MMC-HVDC)并网的低惯量系统开展频率稳定控制策略研究。首先,本文主要介绍了双馈风力发电机和MMC-HVDC的基本原理和数学模型,双馈风力发电机占据风力发电市场主导地位,而MMC-HVDC是大规模海上风电场并网的理想解决方案,针对海上风电场通过MMC-HVDC的并网场景,研究MMC换流站和风电场启动时序的控制策略,仿真验证了该启动控制策略的有效性,双馈风电场可以通过MMC-HVDC并网启动并稳定运行。其次,提出了MMC-HVDC和风电场共同参与系统频率调节的协调控制策略。风电场通过减载运行获得一次调频备用容量,设计了MMC直流电压的下垂控制方案,实现风电场和交流系统的频率耦合,省却了两端频率通信环节。仿真验证了该协调控制策略的有效性,在电网扰动时MMC-HVDC和风电场为系统提供频率支撑,风电场可长期参与系统频率调节,并避免了转子恢复过程的频率二次跌落问题。最后,设计了适用于低惯量系统的MMC惯性控制方案,更好地利用MMC中的能量为低惯量系统提供惯性响应。基于MMC能量控制的数学模型,分析了影响MMC能量流动的数学变量,通过控制MMC二次环流抑制的零轴分量可以控制MMC中的能量流动,基于同步发电机的频率响应模型,设计模拟同步发电机的MMC能量控制策略,在系统大扰动时MMC中存储的能量会像同步发电机的转子动能一样释放出来,同时保持直流电压的稳定,提升了直流系统和低惯量系统的稳定性。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证该方法可有效改善系统惯性响应。