目前,随着大规模风能、太阳能等新能源的开发利用,基于电压源换流器的柔性直流输电系统由于具有灵活的电力输送形式,能够实现有功无功的独立控制,可以为无源网络供电,并且结构紧凑,是建立风电场和交流电网平台实现电力传输的有效方式。由于风电场具有功率以及频率随动的特点,因此常见的换流站控制方式难以实现其功率电压的稳定控制。而大型风电场对电网的高效可靠接入,需要对多端柔性直流输电系统换流站的控制方法和控制策略开展进一步的深入研究。针对传统建模的方式难以反映含风电场柔直输电系统的内部特性问题,基于直流网络和所连接交流系统的动态特性和风电场功率特性,建立基于柔直输电系统网络和风电场动态特性的一体化暂态仿真模型,为实现对柔直输电系统的电气参数准确选择、小干扰情况下系统运行的稳态分析以及换流站的稳定有效控制提供理论基础和依据。针对柔性直流输电系统换流站运行暂态变化过程中动态扰动因素以及扰动后电气量变化对系统的稳定控制和运行产生影响的问题,提出采用双曲正弦函数及双曲正切函数构造新型时变参数扩张状态观测器,用于精确观测系统的状态变量和非线性扰动,以抑制系统扰动对系统控制及系统运行产生的影响。设计的观测器可以有效抑制观测系统初值与被观测系统状态的初值存在较大误差的情况下微分峰值现象,准确观测风电场以及多端柔性直流输电系统存在的不确定扰动和测量误差,从而改善换流站控制器的控制效果。针对风电场不确定扰动对多端柔性直流输电系统的影响问题,从现有控制器设计的不足和从提高系统鲁棒性的角度出发,对不同滑模趋近律下终端滑模控制趋近速率进行研究,提出了变参数双幂次滑模趋近律,设计了自适应幂次函数,该趋近律能够在不确定扰动下快速收敛到平衡零点邻域内;基于变参数双幂次滑模趋近律的滑模控制系统具有较高的给定信号和给定微分信号的跟踪精度,并可以有效减弱控制输入信号的高频抖振现象。针对换流站变换器输出电压动态响应慢、波形畸变率高的问题,提出了一种基于双曲正切函数时变参数扩张状态观测器和变参数双幂次趋近律的多端柔性直流输电系统换流站的非奇异终端滑模控制方法。通过双曲正切函数时变参数扩张状态观测器实现系统不确定性和外部扰动的准确估计,并在控制器中进行动态补偿,有效地降低了滑模控制中的开关增益,有效抑制了换流站系统初值与观测系统状态的初值存在较大误差的情况下微分峰值现象,提高了系统鲁棒性和稳定性;该控制方法可以在换流站系统存在不确定扰动的情况下稳定直流电压,使系统恢复稳定更快,静态稳定特性更好。在基于双曲正切函数时变参数扩张状态观测器和变参数双幂次趋近律的多端柔性直流输电系统换流站的非奇异终端滑模控制方法实现换流站功率电压稳定控制基础上,针对换流站功率传输过程中,功率波动造成直流电压输出偏差过大及换流站容量超限和过流问题,在分析传统下垂控制方法约束条件的基础上,提出采用功率耦合均衡因子的直流电压耦合控制策略,实现了下垂系数的自适应动态调节,该控制策略能够在维持直流电压稳定并提高电压质量的同时,保证功率传输的有效跟随;当直流电压较高时,系统能够实现功率的自动重新分配,有效避免了换流站容量超限和过流;并在系统受到较大功率扰动时可以有效快速地跟踪系统给定,使系统具有良好的稳定性和鲁棒性。