世界工业的迅猛发展,造成了全球对电能的需求量日益增加,给电能供应带来了极大挑战。海上风力发电因海上风力资源丰富,在电力领域被日益重视,海上风场并网方式也成为了当前研究的热点。基于电压源换流器型高压直流(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)输电,因控制灵活、可靠性高等特点被认为是海上风场接入电网的理想方式。因此,基于VSC-HVDC的海上双馈风场并网系统研究具有实际的工程意义。首先,本文对基于VSC-HVDC的海上双馈风场并网系统组成及运行原理进行介绍。其次,对基于VSC-HVDC的海上双馈风场并网系统数学模型、控制策略进行分析研究,建立了双馈风力发电机(Double-Fed Induction Generator,DFIG)及其换流器的数学模型,采用矢量控制技术对换流器控制策略进行了设计;建立了 VSC-HVDC系统的数学模型,分析研究其控制策略,并对换流器内、外环控制器进行设计。最后,设计了基于VSC-HVDC的海上双馈风场并网系统的风场侧换流器以及电网侧换流器的控制策略,以使并网系统能够稳定高效的运行。根据上述理论,采用PSCAD/EMTDC搭建了基于VSC-HVDC的海上双馈风场并网系统的模型,分别对DFIG、VSC-HVDC及其并网系统进行仿真分析,验证了其控制策略的可行性;对电网侧发生故障导致电压跌落进行仿真,分析了其对并网系统的影响;采用直流斩波电路的故障穿越方法,经仿真分析可知,该方法提高了并网系统的故障穿越能力。