相对于传统的固定转速风机及全功率变换型风机,感应双馈风机以其有功/无功功率四象限运行、宽运行区间内最大风能捕获、较少的换流器投资等优势在大型风电场中得以广泛应用。交流并网以其可靠及经济性是目前感应双馈型风电场并网首选技术方案,但随着并网导则日趋严格,交流并网面临远距离输电时电缆容性充电电流太大等一系列无法克服的技术瓶颈。直流并网以其功率全控特性非常适用于大型风电场并网,且直流线路的隔离作用有助于提高风电场的低电压穿越能力。基于晶闸管器件的常规直流输电技术需要电网提供换相电压,且其稳定运行需要大量无功功率补偿;而基于IGBT器件的柔性直流输电技术则不存在上述问题,故非常适合于风电并网领域。模块化多电平拓扑是目前高压大容量柔性直流输电应用的首选技术方案,故本文以感应双馈型风电场经模块化多电平柔性直流并网作为研究对象,详细讨论其并网关键技术。本文对感应双馈风力发电机运行理论进行了分析,并理论推导了最大风能捕获、风机运行区域等内容,以建立后续研究理论基础。基于三相静止及两相同步旋转坐标系下双馈电机及网侧/转子侧PWM变换器的数学模型,将磁场定向矢量控制技术应用于双馈电机的控制系统设计,设计其解耦控制策略。基于对子模块/换流器工作原理,本文提出适用于风电并网的模块化多电平柔性直流换流器启动控制策略,给出限流电阻与系统侧模块化多电平换流器交流电流峰值的数学关系(不控整流);并以避免换流器解锁瞬间过流为目标,设计含直流电压斜率控制的高频整流阶段控制器。针对感应双馈风机构成风电场的柔性直流并网控制,设计一种基于定子磁链定向和转子电流闭环控制的双馈风机启动控制,以抑制并网过程中的冲击电流。针对风电场启动及稳态运行,风场侧模块化多电平换流器的控制器设计使其外特性为理想电压;并引入阻尼控制信号以抑制稳态运行时风电场可能出现的输出功率波动;所提出的控制策略无需检测风电场物理量只在换流器本地即可实现。提出一种基于动态直流泄能电阻的模块化多电平柔性输电直流方案,以提高感应双馈型风电场的低电压穿越能力。当交流系统故障导致电压跌落时,详细分析动态直流泄能电阻的工作原理、动作判据及导通持续时间,以实现风电场低电压穿越;同时研究其与GSMMC在故障清除后电压恢复期的协调控制,以快速恢复风电场有功输出能力。仿真结果验证了动态直流泄能电阻实现风电场低电压穿越的有效性;且当故障清除后,风电场输出功率恢复速度高于国标相关技术参数要求。上海南汇风电场柔性直流并网工程已于2011年6月投入运行,该工程是亚洲首个柔性直流输电工程,同时也是世界首个基于风电场模块化多电平柔性直流并网这一代表柔性直流输电技术发展方向的示范工程。本文介绍了该工程的主要一次设备、换流站布局、运行方式等,并给出包括风机启动并网、系统功率阶跃等在内的现场试验波形,从而验证文中所提出适用于风电并网的MMC-HVDC控制系统的正确性。