海上风电是一种潜力巨大的清洁能源,其开发利用引起了中国在内的许多国家的重视。但是,海上风电场往往位于距负荷中心很远的地方,采用传统的交流输电将导致严重的线路损耗问题。基于电压源换流器的多端柔性直流(voltage source converter based multi-terminal DC,VSC-MTDC)输电技术由于可以实现在长距离传输大容量电力的同时减少线路损耗,因而被认为是连接海上风电场和陆地侧电网最合适的方法。VSC-MTDC输电系统的传统控制策略有主从控制和电压下垂控制等,但在这些传统控制策略下,VSC-MTDC输电系统作为直流电源接入陆地侧交流电网时,不能为交流系统提供惯性和阻尼,无法为系统提供可靠的频率支撑。本文在传统下垂控制的基础上提出了一种适合VSC-MTDC系统的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略。该策略既可以根据交流电网的运行状态自发的调整换流站的功率输出,又能够模拟传统发电机的调频调压特性。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)介绍了多端高压输电系统的发展现状、应用领域和拓扑结构,并且通过特性曲线分析了VSC-MTDC系统的主从控制、电压下垂控制等基本策略,并对比了这三种控制策略的优缺点。之后介绍了VSG控制策略的基本原理和现有的几种控制方案。通过对几种不同方案的对比,以及考虑到本文所搭建的多端系统模型的特点,本文采用了更为合适的“虚拟惯性频率控制”方案来实现传统同步发电机的特性。最后,通过研究转子运动方程和调频调压原理,推导出了VSG的有功—频率和无功—电压控制的基本策略。(2)首先根据下垂控制原理,推导出了VSC-MTDC系统的V~2-P下垂控制方案。之后在该策略的基础上结合了VSG控制的有功—频率、无功—电压控制策略,得到了多端系统的VSG控制策略,并且对两种控制策略进行了理论分析与时域仿真比较。最后对本文所研究的VSG控制策略中最重要的两个参数(惯性时间常数和阻尼系数)的作用进行了研究,并通过仿真结果验证其对换流站有功输出的影响规律。(3)首先在DIgSILENT/PowerFactory电力系统仿真软件上构造了五端直流输电系统的模型,然后通过三个仿真案例验证本文所研究的VSG策略对系统频率稳定性的作用。