为了应对如今日益严重的能源危机及环境恶化等问题，以风力发电为首的可再生能源技术已经在世界范围内取得了巨大的发展。同时，由于海洋风能资源与陆地风能资源相比，具有风速高、风切变小、主导风向稳定等优点，因而成为了国内外专家学者的研究热点。随着近年海上风力发电相关理论与技术的发展，海洋风能的开发及利用也获得了卓有成效的发展。目前为止，世界范围内投入运行的海上风电场均为交流型海上风电场，且通常容量较小、电气连接方式简单，内部汇集网的拓扑结构常由设计人员通过工程设计的经验得到。但是由于海上风电场内部汇集网的拓扑结构与其运行的经济性、可靠性以及发电效率都有着密切的关系，所以随着海上风电场容量的增大、离岸距离的增加，海上风电场内部汇集网的拓扑结构的设计也显得日益重要。本文以海上交、直流风电场内部汇集网拓扑结构的优化设计为研究重点，并由此展开对海上直流风电场的工作原理及控制策略的深入分析。文章主要的研究内容及创新成果包括如下方面：(1)由于对海上交流风电场内部汇集网拓扑结构的理论研究已经相对成熟，本文基于已经投入运行的丹麦Horns Rev海上风电场，给出了在不同拓扑结构下其各项经济技术指标优劣的比较结果。同时，本文比较并分析了海上交流风电场、海上直流风电场内部汇集网拓扑比较方法的异、同之处；在此基础是将海上交流风电场的比较方法引入到海上直流风电场的比较之中，对海上直流风电场内部汇集网拓扑结构的比较进行了介绍，并通过对比较算例的分析说明了海上直流风电场内部汇集网比较的方法。(2)结合目前研究较多的基于PWM整流器＋DC-DC变流器结构的海上风电机组，给出了适用于直流风电机组内部MW级的DC-DC变换器的不同拓扑结构。同时详细分析了海上直流风电场的运行原理，并从风机内部变流器的控制、串联机组的控制、直流串联型风电场的控制策略等不同层次介绍了海上直流风电场的控制策略和控制要点。(3)本文在PSCAD/EMTDC软件环境下搭建了由3*3台海上直流风电机组构成的直流风电场仿真模型，通过设置合理的系统参数验证了本文提出的海上直流风电机组、海上直流风电场在不同工作条件下的控制策略。