由于能源危机和环境恶化问题的日益严重,风能作为最重要的替代能源之一引起了越来越多的重视,风力发电技术在世界范围内得到了巨大的发展。“建设大基地,融入大电网”是我国风电开发的主要模式,随着大型风电基地的逐步建立,风电穿透率的逐渐增加,风电场和电网之间的矛盾不断加深,已经严重制约了我国风电产业的发展,解决大型风电场的电网接入难题就变得越来越迫切。　　 要解决大规模风电的电网接入问题必须从风电场和电网两个方面入手,改变现有的风电场和电网运行方式。对风电场来说,要求风电场要增加可观性、可控性,达到类似常规机组的调度性能;对电网来说,要求对电网接纳风电的能力进行优化与扩展,提高电网的灵活性和兼容性。本文从风电场和电网接入技术两个方面入手展开研究。　　 首先分析了风力机的空气动力学特性,建立了风电机组机械部分的数学模型,并在此基础上给出了风力机的桨距角控制策略。建立了永磁直驱风力发电机组、鼠笼异步风力发电机组和双馈风力发电机组的数学模型,详细研究了这三种风力发电机组的控制策略,并在PSCAD下建立了仿真模型,进行了仿真实验验证。　　 然后对含有包含三种常用类型风电机组的多机种风电场进行了建模和静、动态仿真研究,分析了其运行特性,以及风电场内部电网集电效应的影响。并就风电场的交流电网接入技术展开研究,包括风电场的相关运行特性,风电场在电网故障状态的响应以及常用机组故障穿越能力的比较。　　 其次建立了VSC-HVDC的数学模型,在此基础上分析和研究了基于VSC的轻型直流输电的功率特性。根据不同的应用场合,研究了VSC-HVDC的定直流电压控制方式、定直流电流控制(或定有功功率控制)方式和定交流电压控制方式等三种控制策略。在PSCAD下搭建的联结两个交流有源网络,和向无源网络供电的VSC-HVDC系统的仿真模型,证明了前面对VSC-HVDC的建模,功率分析以及所提出的控制策略的有效性。　　 将轻型直流输电技术用于大型风电场的电网接入,详细阐述了适合于风电场使用轻型直流输电接入电网的两种拓扑结构,并对其进行了对比分析。提出了集中控制并网结构的风电场直流输电接入电网的控制策略,其中风电场换流站使用交流电压控制以实现风电场内电网的电压幅值和频率稳定;而电网侧换流站使用定直流电压控制,以保证直流电压稳定,输出功率因数符合电网要求。并建立仿真模型对上述控制策略进行了仿真实验验证,同时研究了对使用轻型直流输电的风电场接入系统的故障穿越能力。　　 最后研究了用于风电场接入的基于MMC的轻型直流输电系统。分析了现有的轻型直流输电换流站的拓扑结构;建立了MMC的数学模型,详细分析了其工作过程,并在些基础上建立了MMC的控制策略。MMC的控制策略包括子模块的平衡控制和子模块的均压控制两个方面,其中子模块的平衡控制用来将MMC中的所有子模块的电容电压维持在一个给定的电容电压水上;而子模块的均压控制主要用于保证所有子模块上的电容电压相等。建立了基于MMC的轻型直流输电的数学模型,并提出了相应的控制策略。为了解决现有的传统载波相移调制方法造成的MMC控制复杂,揩波较大的缺点,还提出了一种经过优化的载波相移调制方法,并将其应用于MMC-HVDC的调制策略中。在PSCAD平台上进行的预充电,优化载波相移,和MMC-HtVDC的仿真实验,证明了所提出的控制策略和调制方法的有效性。