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目前,大型风电场建设正在从陆上转向海上,海上风电已经成为了风力发电的重要发展方向。直驱式永磁同步风力发电机(D-PMSG)具有良好的并网特性,被越来越多的应用到海上风电场。由于海上风电场多采用电压源型换流器的高压直流(VSC-HVDC)输电技术将电能输送到电网,而海上风电场经VSC-HVDC输电的动态响应速度和故障响应特性与经交流输电不同,故对由D-PMSG组成的海上风电场经VSC-HVDC并网系统的低电压穿越技术进行研究具有一定的工程应用意义。本文建立D-PMSG和VSC-HVDC系统的数学模型。针对由D-PMSG组成的海上风电场经VSC-HVDC输电技术并网,对VSC-HVDC系统换流站的变流器提出一种改进的控制策略:海上换流站采用双环反馈线性化解耦控制,岸上换流站采用双闭环矢量解耦控制。建立海上风电场经VSC-HVDC并网系统的仿真模型,仿真验证了所建立模型的正确性和设计的改进控制策略的有效性。分析风电场并网点处母线和电网母线分别发生故障,对海上风电场经VSC-HVDC并网系统的影响特性。针对风电场并网点处母线故障,对D-PMSG机组采取并联直流Chopper电路和网侧变流器运行在无功优先控制的技术方案,维持直流侧母线电网稳定,并为风电场并网点母线提供无功支撑;针对电网母线发生故障,提出基于混合Crowbar电路系统,对海上风电场并网系统和混合Crowbar电路系统采用协调控制的技术方案。仿真结果表明,通过投入混合Crowbar电路和采用协调控制策略,减少系统的不平衡功率,抑制直流母线电压波动,维持直流系统的母线电压稳定,并为电网电压恢复提供无功功率。最后仿真验证了本文所提出的技术方案提高了海上风电场经VSC-HVDC并网系统的低电压穿越能力。