随着世界经济的发展,化石能源日益短缺,能源问题日益成为世界性问题。能源紧缺和环境污染等问题日益严峻,国内外大力开发风能等可再生能源。近些年,风电装机容量快速增长。目前已投运的风电场绝大部分是陆上风场,但由于陆上风电场存在用地矛盾、噪声污染等问题,且陆上优良场址已逐渐开发完毕,风电的开发正向海上转移。随着海上风电场规模和离岸距离的增长,传统的交流并网方案在经济和技术上存在瓶颈,国内外学者开始寻求新的海上风电场并网方案。而柔性直流输电具有独特的技术优势,符合海上风电场长距离输电的要求,是一种较为理想的海上风电场并网方案。　　 本文首先分析了风力发电的基本原理,并简单介绍了定桨距恒速式、双馈感应式以及直驱式风力发电系统的特点;接着对高压交流、基于相控换流器的常规高压直流输电和基于电压源型变流器的柔性直流输电三种并网传输方式的特点进行了比较分析,并选择柔性直流输电作为本文的研究对象。在分析了几种电压源变流器拓扑结构的基础之上,选择了多模块变压器耦合型柔性直流输电系统的并网传输方案,在此方案中各功率模块均采用三相三桥臂两电平拓扑结构;接着介绍了柔性直流输电的基本原理,重点研究了三相三桥臂两电平电压源换流器的三相静止(a,b,c)坐标系和两相同步旋转(d,q)坐标系的数学模型,并结合工程实际对主电路功率器件、电感和电容元件参数进行理论分析和计算;然后在研究了柔性直流输电的基本控制策略的基础之上,设计了并网侧变流站的定直流电压和定交流电压PI控制器,重点研究了基于(d,q)坐标系下的控制器设计方法,同时给出了海上风电场变流站的定有功功率和定交流电压控制框图,并分析了控制器的PWM调制方式;在Matlab/Simulink环境下,设计了基于定桨距恒速风力发电机系统的海上风电场仿真模型,并建立了多模块变压器耦合型柔性直流输电仿真系统,完成了在风电场风速突升、风速突降、随机风速以及风机退出运行等不同情况下该输电系统的仿真分析。　　 仿真结果证明本文设计的多模块变压器耦合型柔性直流输电系统具有较好的性能,验证了在风电场并网过程中采用柔性直流输电能够抑制交流电压波动和跟踪海上风电场输出的有功功率,提高了海上风电场的并网性能,从而为柔性直流输电在海上风电的并网应用方面提供了仿真验证。