随着风力发电技术的不断发展,由于陆上风力发电具有粗糙度高、风力资源有限、土地资源有限和噪音及视觉污染等多种限制,风力发电逐渐从陆上向近海甚至远海转移,从而使海上风电的远距离并网输电技术有了重要的研究意义和价值。海上分频输电系统是通过降低输电频率来降低电气距离,从而提高输电容量的一种新的输电方式,解决了高压交流输电运送距离有限和高压直流输电成本过高的问题。本文对基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的分频输电系统用于海上风电并网的控制策略进行了深入的研究。研究的主要内容和研究成果如下:1、详细介绍了分频输电系统的结构、运行原理及其远距离输电的特点和优势。根据直驱式风机和双馈式风机的特点,并从经济、能源利用率和契合度三个方面进行对比研究,说明了分频输电系统更适用于直驱式风力发电机。2、提出了一种改进的电压空间矢量控制方法用于M3C的变频控制。首先简化了M3C的拓扑结构,去掉了每个桥臂串联的大电感;接着用每个桥臂的H桥子模块两端电压代替输出端的有功功率,来控制M3C每个桥臂的电压占空比;然后实现PWM控制输入输出端的电流和电压频率;最后通过仿真得到输入输出端的电流电压波形和它们的谐波失真都低于2%,证明了控制策略的有效性和M3C用于频率控制的可靠性。3、提出了一种分频输电系统低频侧频率控制策略。该策略结合了直驱式风力发电机的最大功率跟踪、风电场的模型、风电场的风速模型以及风电场的尾流效应得到最佳频率,并且结合分频输电系统低频运行的特点,拟合出风速频率的拟合曲线。最后将该策略运用到一个具体的风电场模型,得到该风电场的风速频率的拟合曲线,实现不同风速下低频侧频率的最优选择。4、提出了一种多端分频输电系统低频侧频率的控制策略。首先以三端分频输电系统用于三个风电场的风电并网建立模型;接着用分频输电系统低频侧频率的控制策略分别得到三个风电场的风速频率拟合曲线;然后结合三条曲线和各个输电距离拟合出整个模型的风速频率拟合曲线;最后将该策略运用到三个风电场的多端分频并网,得到的风速频率拟合曲线和各个独立的风速频率拟合曲线的误差判定系数为0.9,误差较小,证明了该策略的有效性。5、对基于M3C的三端分频输电系统运用到三个风电场并网的整个系统进行仿真和功率的测量。对比运用三条风速频率拟合曲线和运用统一的风速频率拟合曲线测得的功率,得到统一曲线后功率损失较少,进一步证明了多端分频输电系统风速频率拟合曲线的可靠性;对比了三个风电场从发出的功率到并网前测得的功率,得到传输的平均效率较高,进一步证明了多端分频输电系统可以较好地用于多个风电场的输电并网,且输电效率较为理想。