近年来,风力发电技术日益先进,风电场的规模也日益增大,但一些问题也随之显现出来。海上风电场和一些偏远地区的风电场发出的电能不能就地消纳,需要将电能输送到用电量大的地区,研究如何高效率地将大规模风电场并网外送是亟待解决的一个难题。模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)具有制造难度低、谐波含量少、有功和无功解耦等优点,已成为一种理想的大型远距离风电场并网方式。双馈感应发电机(doubly-fed induction generation,DFIG)的风机体积小、成本低,是目前最为广泛应用的风力发电机之一。本文针对双馈风电场经MMC-HVDC并网系统,开展了有关启动和无功控制两个方面的工作。MMC-HVDC系统可以正常工作的前提条件是其子模块电容电压保持稳定。但当发生故障导致MMC-HVDC停运后,子模块电压降为零,此时需要对子模块电容进行充电。然而在此过程中,会产生一个较大的冲击电流,并伴随过电压,提出一种新的方法抑制此冲击电流具有重要的工程价值。此外,DFIG风机和MMC变换器可以提供无功功率,研究如何协调分配风机转子侧变换器、网侧变换器和MMC换流站的无功功率,提高并网点电压的稳定性具有重要意义。首先,本论文分析了 DFIG风机可以实现变速恒频的工作原理,基于两相旋转坐标系,建立了 DFIG的数学模型,采用直接电流控制方法,设计了双馈风力发电机网侧变换器和转子侧变换器的双闭环控制框图。然后介绍了 MMC的模块化拓扑结构,分析了 MMC的工作原理,并研究了适用于DFIG风电场经MMC-HVDC并网的WFMMC和GSMMC的控制策略,为后续的启动和无功控制方面的研究奠定基础。其次,本论文重点针对双馈风电场经MMC-HVDC并网这一应用场合,在PowerFactory/DIgSILENT仿真平台上进行了 MMC-HVDC空载启动的仿真研究。设计了启动的整体流程,为减小GSMMC由不控整流充电阶段向可控整流充电阶段过渡时产生的电流冲击,提出了一种新的抑制启动冲击电流的缓给定充电控制策略,给出了缓给定曲线的参数计算方法,并进行了仿真验证。另外,针对单台DFIG风机,设计了基于电网电压定向矢量的DFIG启动并网策略并进行了仿真验证。最后,分析了 DFIG风机定子和网侧变换器的无功功率特性,研究了 DFIG自带的Crowbar装置是否动作对DFIG运行状态的不同影响。分析了 MMC可以起到无功电源的作用,对双馈风力发电系统的无功功率起到支撑作用。为充分发挥双馈风机网侧变换器、转子侧变换器以及柔直系统换流站的无功能力,维持并网点电压的稳定,提出了综合考虑GSC/RSC/WFMMC三者的无功补偿控制策略,并在PowerFactory/DIgSILENT仿真平台上进行系统建模研究,结果表明所提出的协调控制策略能够更加合理地利用三者的无功能力,有效地减小了风电场侧故障时引起的电压波动。