随着能源危机和环境污染问题的日益加剧,开发和利用风能已成为世界范围内讨论的焦点。风力发电作为风能开发的主要形式,世界各国针对其开展了大量的研究工作,并取得了突破性的发展。目前基于VSC-HVDC联网的风电场直流并网拓扑结构以其具有结构简单、传输容量大、可靠性高、谐波含量少、可实现有无功功率独立控制等优点吸引了国内外一大批学者对其进行研究。然而现如今国内外相关研究还不成熟。本文针对VSC-HVDC风电系统并网换流站相关控制技术进行分析研究,分别从VSC-HVDC系统基本原理与数学模型、应用于风电并网的VSC-HVDC并网换流站控制策略优化设计以及不平衡电网故障下VSC-HVDC风电系统并网换流站控制策略设计三个方面进行展开。首先,本文分析了 VSC-HVDC系统的运行原理,推导了 VSC-HVDC系统的数学模型,建立了 VSC-HVDC风电并网系统总体方案;之后针对应用于风电并网的VSC-HVDC系统,阐述了基于PI控制器的双闭环控制策略,在此基础上对并网换流站控制策略进行了优化设计,引入了 PR控制器,进而Matlab/Simulink仿真平台上以双馈风场为应用场景,建立了VSC-HVDC双馈风电系统仿真模型,针对并网换流站优化控制策略进行了仿真验证;然后推导了 VSC-HVDC在不对称电网下的数学模型,设计了正负序相序分离器,并通过对比分析PI控制和PR控制的优缺点,针对不对称电网下VSC-HVDC联网型模拟双馈风电系统设计了以抑制负序电流为控制目标的基于PR控制器的并网控制系统,并引入了直流能量泄放回路,最后在电网单相短路和两相接地短路故障两种工况下,利用Matlab/Simulink仿真工具对不对称电网故障下并网系统控制性能进行了仿真分析。通过以上仿真分析研究,验证了文中所提出的并网换流站控制方法以及设计的控制系统能够保证VSC-HVDC联网型双馈风电系统在多种工况下的可靠稳定运行。