近年来,中国的风电建设迅速发展,陆上风电将逐渐趋于饱和,海上风电成为风电发展的新方向。我国的海上风能资源丰富,并且靠近经济发达的东南沿海负荷中心,因此海上风电将成为未来风电市场发展的焦点,也是我国战略性新兴产业的重要组成部分。本文主要研究直驱型海上风电场MPPT和LVRT运行时的协同控制方法。介绍了 PMSG风电场数学模型,包括风力机及传动链模型、永磁同步电机模型和全功率换流器模型。阐述了 PMSG风电场的控制原理,以实现MPPT控制为目的,分别介绍了机侧换流器和网侧换流器所采用的控制策略。建立了 PMSG风电场Simulink仿真模型,仿真分析了 PMSG风电场并网运行特性。将协同控制原理应用于直驱型近海风电场控制,根据PMSG和换流器数学模型推导了近海风电场协同控制方程。建立了近海风电场并网协同控制Simulink仿真模型,测试了 MPPT方案,仿真结果表明协同控制能在并网时实现优良的MPPT运行性能。在并网点母线电压跌落时,风电场换流器可能出现过电流或直流侧过电压,为了防止换流器损坏,采用减小风力机的输入功率,保持机侧和网侧功率平衡的控制方法。Simulink仿真模型中实现了变桨距控制,仿真时设置母线三相短路故障,仿真分析近海风电场在LVRT过程中的协同控制。仿真结果表明了近海风电场协同控制的有效性。介绍了海上风电场经VSC-HVDC并网的系统结构,描述了 VSC-HVDC换流器数学模型。提出了这种风电系统的控制方法,VSC-HVDC风电场侧换流器的外环为定交流电压控制器,电网侧换流器的外环为定直流电压控制,内环均为电流控制器。为了改善控制性能,VSC-HVDC换流器也采用协同控制。在Simulink平台建立了直驱型海上风电场经VSC-HVDC并网的仿真模型,仿真结果显示协同控制能使这种风电系统稳定运行。随着风能的开发利用,海上风电将往远距离、大容量的方向发展,本文研究了直驱型海上风电场并网系统的协同控制方法,顺应了海上风电的发展趋势,对海上风能的进一步开发有一定的促进作用。