基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)在电力系统中具有广阔的应用前景,本文对VSC-HVDC在风电场并网中的应用进行了研究,主要内容包括:1.研究了基于普通异步发电机的定速风电机组的稳态模型和暂态模型,对定速风电机组的静态电压稳定性和暂态电压稳定性进行了仿真分析。2.研究了VSC-HVDC的稳态模型和暂态模型,设计和提出了用于风电场并网的VSC-HVDC稳态控制策略和相应的控制系统模型,并在电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中实现。仿真表明,设计的前馈解耦控制器实现了有功功率和无功功率的相互独立控制;提出了分流电阻加变频器闭锁的保护措施,以防止严重电网故障对变频器的损害;对不同控制策略下VSC-HVDC的短路电流进行了仿真分析。3.研究了定速风电机组风电场发生电压失稳的机理。对VSC-HVDC提高此类型风电场并网的静态电压稳定性和暂态电压稳定性进行了研究。仿真结果表明,定速风电机组风电场经VSC-HVDC并网,能有效地提高电网的静态电压稳定性和暂态电压稳定性。4.针对风电场经VSC-HVDC并网后风电机组转动惯量及其对频率稳定性影响的问题,设计了风电场侧换流站的附加频率控制环节,用于实现风电场参与电网频率控制的功能。仿真结果表明,附加频率控制环节能根据电力系统频率变化,调整风电场有功出力,有效降低系统频率变化幅度。