随着全球范围内能源的开采竞争加剧,清洁能源诸如风能越来越收到各国的瞩目。远海风能资源具有质量高、风速大等优势,因此针对远海海上风电场开展的研究逐渐增多。现有研究围绕海上风电场的运行展开了拓扑结构、故障运行控制等一系列探索并呈现更有深度以及广度的研究态势。对于全直流型的海上风电结构,并未有能够受到广泛认可的拓扑结构,因此本文对现有的几类拓扑进行比较,采用了其中认可度较高的串并联形式的拓扑作为研究的基础,这种形式采用一级升压的方式,因此可以在高效率升压的同时实现能量的传输。在此基础之上,对拓扑中发生的典型故障开展了研究,着重于其故障时期应对策略以及故障恢复问题,提出了故障时的控制方法,并验证了其准确性。主要研究内容如下所述。首先,文中对串并联风场的各组成部分展开了分析,搭建了风力发电单元中风机、整流变换器以及隔离型升压变换器的数学模型,在此基础上给出了风机以及变换器的基本控制策略,并设计了控制器参数。在MATLAB中搭建了详细模型并仿真,通过仿真得到的结果确认了所搭建模型的准确性。其次,本文对串并联风场中发生的典型故障情况进行了研究。基于对故障的理论分析,针对风场在故障时期的运行提出了一种新型的控制策略,即在故障发生时配合卸荷电阻对发电机进行转速调整,使其运行在低速状态。这种策略在卸荷电阻的配合下控制升高定子电流,使发电机工作在重载状态,转速下降,风机叶片的旋转速度降低。因此在风速不变的情况下风力机的风能利用系数减小,输入到发电机中的机械功率降低,从而导致其输出功率也随之减少,既减轻了卸荷电阻的散热问题,还避免了风力发电机发生停机再启的状况,加快了直流系统的故障恢复。本文分别对故障情况、采用所提出的控制策略的故障运行情况以及故障恢复过程进行了仿真分析对比,得到的结果验证了控制的有效性与可行性。