风能作为可再生绿色能源，其储量丰富，适合大规模开发，近年来发展迅速，其并网输电方式也成为当下研究的热点。模块化多电平高压直流输电继承了传统电压源型高压直流输电的优点，模块化的拓扑也使输出电压谐波含量少，开关器件电压应力小，容量可灵活扩展。这些优点使其成为具有吸引力的风电并网方式。但是模块化的拓扑结构使其需要协调子模块电容均压和开关频率，同时抑制子模块电容充放电引起相间环流。风电场输出功率随着风速的变化而波动，因此对并网输电技术要求较高。论文以模块化多电平高压直流输电风电并网系统为研究对象，围绕模块化多电平变流器的调制策略、环流抑制、风电场侧变流器控制、网侧变流器功率平滑和低电压穿越展开深入研究:　　(1)针对模块化多电平变流器调制策略需要兼顾均压和降低开关频率的要求问题，论文提出利用模糊控制和最小开关频率序列调节二者的效果。首先，分析影响开关频率和子模块间电容均压效果的因素。其次，结合桥臂电流和子模块当前状态，将子模块电容电压和开关频率作为输入信号，设计用于最近电平调制的模糊控制器。另外，再利用加权系数法将最小开关频率序列与模糊控制器融合，进一步降低开关频率，决定子模块最终的投切状态。然后，为验证调制策略的可行性，与只考虑均压效果的调制策略对比分析。最后，为验证所提调制策略调节均压和降低开关频率的有效性，对比分析了改变模糊控制器规则库和量化参数、以及加权系数的情况。　　(2)针对模块化多电平变流器拓扑结构的环流控制会在直流母线电压中引入高频纹波，影响电能质量的问题，提出基于三绕组变压器的环流抑制措施消除环流控制引起的高频纹波。首先，详细推导了所提拓扑结构的数学模型和二倍频环流产生的机理;建立二倍频环流等效电路模型，并计算产生二倍频环流的电压值;在综合考虑滤波效果和电压利用率的基础上，给出环流抑制逆变器滤波电感的设计原则;根据等效桥臂电感、电压和电流参数给出变压器设计原则。然后，为验证所提环流抑制策略的有效性，设计复矢量环流控制器，将所提环流抑制策略与传统拓扑结构下环流抑制对比分析，并在多种工况下验证。　　(3)根据风电场侧变流器无电流控制和情感学习算法自学习的特点，论文提出基于情感学习算法的风电场侧变流器交流电压控制策略。首先，介绍了情感学习算法通过眼眶前额皮质和杏仁核实现自学习的过程。然后，基于情感学习算法模型和风电场侧变流器数学模型，分别将d、g轴系下的电压及其误差积分量，以及电流作为情感学习算法的输入信号，设计d、g轴系下的电压控制器。最后，为验证所提出控制器的适用性，在随机风速、系统参数变化、本地负荷突变和直流电压跌落情况下与传统比例积分控制对比分析。　　(4)针对风电并网需要提高风电穿透功率以及增强低电压穿越能力的要求;以及根据超级电容功率密度高，可快速充放电的优点，提出利用超级电容储能站增强模块化多电平高压直流输电风电并网系统的可靠性。首先，为将电压等级普遍比较低的超级电容更好的应用到系统中，利用模块化设计的优点，设计并接到网侧变流器直流母线的模块化超级电容储能站，解决了低电压的超级电容与高电压的直流输电之间电压等级的矛盾，且使储能站易于扩展容量。其次，为加快仿真分析速度，利用离散化建模建立可反映子模块详细状态的储能站等效模型，并与分离元件搭建的模型对比分析，验证等效模型的正确性。然后，通过储能站快速吸收风电场输送到网侧变流器的高频功率，提高风电并网的风电穿透功率。最后，在电网低电压故障过程中，通过储能站快速吸收富余功率，防止未加储能站时出现的直流母线电压快速攀升的情况，从而实现低电压穿越。