我国风能和太阳能资源与负荷中心呈逆向分布,考虑到新能源随机性和波动性的特点,风电和光伏采用直流汇集和外送具有诸多优势。本文将对大型风电场和光伏电站直流汇集和外送的若干问题开展研究。首先,提出了一种适用于光伏电站的直流并网系统的拓扑结构和控制策略。通过一种矩阵互连的结构,既解决了光伏发电单元端口电压和直流输电电压不匹配的问题,又增加了运行的灵活性。所提系统控制策略主要针对光伏电站因光照强度不均匀和光伏发电单元故障导致功率损失的问题,提出了相应的解决措施,提高了发电效率;此外,每串联支路电流过载约束也被考虑在内。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了系统模型,对所提控制策略的有效性进行了仿真验证。其次,提出了一种大型风电场经MMC-HVDC并网系统的频率和电压的控制策略。通过把功率-频率比例控制引入机侧MMC外环有功功率控制,把送端交流母线电压幅值控制引入机侧MMC外环无功功率控制,实现了稳定机端频率和电压的控制目标,从而确保了MMC-HVDC输电系统对风电场出力的跟踪。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了DFIG-MMC-HVDC系统模型,仿真验证了所提控制策略的可行性。再次,提出了一种大型光伏电站与火电厂捆绑经LCC-HVDC外送系统的协调控制策略。通过协调设定LCC送出变流器功率——频率比例控制的放大倍数、火电机组调速放大倍数和调速死区宽度,可以有效减小光伏电站输出功率的波动对火电厂输出功率的影响。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了系统模型,并在不同工况下进行仿真,验证了所提控制策略的有效性。最后,提出了一种用于大规模风电外送的多端直流输电系统协调控制策略。针对火电厂出力恒定和受端网络负荷恒定两种运行方式,分别设计了相应的变流器协调控制策略。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了混合三端直流输电系统模型,仿真验证了所提变流器协调控制策略的可行性。