面对大规模发展的绿色清洁可再生能源,海上风能以其蕴量丰富、不占用陆地资源、环境污染小等优势受到国内外学者的广泛关注。利用柔性直流输电技术能传输离岸较远的海上风场电能,同时全直流风场汇流的方式也极大的降低了汇流至直流母线的线路损耗,但风机的容量和输出电压较高,现有的DC/DC高增益方案由于半导体器件电压、电流应力过高,已不能满足全直流风场汇流所需DC/DC变换器的大容量要求。因此,大容量DC/DC变换器的研究对于全直流风场汇流的实现具有重要意义。若在现有高增益DC/DC变换器的基础之上,通过多模块并联运行,虽然可以扩展其容量,但存在各模块之间均流难的问题。本文提出了两种输入相数可自由拓展的大容量DC/DC变换器,并设计了其控制系统,同时文中还将所提两种变换器与国内外其他学者所提方案进行了详细的对比,结论显示所提方案具有半导体器件电压、电流应力低、升压能力强、控制策略简单、拓展性能优越等优点。本文的主要研究内容如下:首先,本文详细介绍了海上风电的发展,包括风能的发展、海上风力输电的发展、以及全直流风场汇流概念的提出,然后对国内外现有应用于全直流风场汇流的DC/DC变换器作了详细的归纳总结,通过隔离型和非隔离型的分类分别指出了各自的优缺点。其次,针对全直流风场汇流所需DC/DC变换器仍存在的问题,从现有应用于光伏发电、燃料电池或储能单元的小容量DC/DC变换器入手,推导出了两种较适用海上风电全直流风场汇流的大容量DC/DC变换器,并通过工作原理分析、性能特点计算和优化、仿真以及实验一同验证了所提两种变换器所具有的半导体器件电压、电流应力低、升压能力强、控制策略简单、拓展性能优越的优点。然后本文针对所提变换器进行了控制系统的设计,首先采用状态空间平均法建立了等效线性化小信号模型,并推出了所提变换器的传递函数,最后进行了针对本文所提基于SVMC变换器的控制器设计,并进行了相关的动态测试,仿真和实验结果一同验证了所提变换器的稳定性和动态响应。最后本文就所提两种变换器与其他文献所提变换器进行了关于性能、器件使用数量、经济效益的对比,通过性能比较得出了本文所提变换器较其他变换器应用于低压-中压(LV-MV,Low Voltage-Medium Voltage)DC变换器的优势,并在器件使用数量上进一步说明了所提变换器成本较少,并通过经济效益分析验证了所提变换器低成本高效益的优点。