风能作为一种可再生能源越来越受到人们的重视,因此风力发电并入电力系统的研究是非常有必要的。基于模块化多电平换流器高压直流输电技术(modular multilevel converter based HVDC, MMC-HVDC)采用模块化结构,弥补了电压源换流器直流输电的一些缺陷并具有若干额外的性能优点。论文研究基于MMC-HVDC进行风电场联网,然后利用MMC-HVDC作为启动电源来进行电网恢复。论文首先对变速恒频双馈感应风力发电机(double fed induction generator, DFIG)的结构和稳态特性进行了理论分析,并在最优风功率扑捉原理和定子磁链定向的理论基础上,结合DFIG的数学模型,推导出了DFIG的控制策略。论文介绍了MMC的拓扑结构和工作原理,并且针对MMC中电容电压不平衡的问题,提出了一种切实有效的电容电压平衡控制策略,并且针对MMC-HVDC的谐波问题进行了分析,并结合载波移相调制策略给出了MMC输出电压的傅里叶级数表达式,并分析了其基波和谐波特性。论文建立了基于MMC-HVDC风电场系统模型,对MMC-HVDC禾急态特性进行了研究分析,并对DFIG和MMC-HVDC系统设计了相应的控制策略。论文最后对电网恢复问题进行了分析介绍,重点分析了电网恢复中空载线路的电容效应产生工频过电压形成机理,并且介绍了采用MMC-HVDC作为电网恢复启动电源的优势,基于电网恢复中电容效应产生的工频过电压理论基础上,提出了联网的MMC-HVDC抑制工频过电压的控制策略。论文所设计的控制策略均已在PSCAD/EMTDC仿真环境下建立了相应的仿真模型,并且通过仿真验证了各种控制策略的正确性和有效性。