1、柔性直流輸電(Voltage source converter based high voltage direct current，VSC-HVDC)在可再生能源發(fā)電并網(wǎng)和孤島供電等領(lǐng)域有巨大的優(yōu)勢使它得到廣泛的研究與應(yīng)用。電壓源換流器是 VSC-HVDC的核心組成部分，其中模塊化多電平換流器(Modular multilevel converter，MMC)以其獨(dú)特的模塊化和可擴(kuò)展性成為大功率遠(yuǎn)距離直流輸電系統(tǒng)中最具潛力的換流器拓?fù)浣Y(jié)

2、構(gòu)。該文以MMC-HVDC系統(tǒng)為研究對象，主要對MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、子模塊電容電壓均衡、循環(huán)電流抑制以及控制策略等問題進(jìn)行深入研究。
　　首先，詳細(xì)介紹了MMC的工作原理、數(shù)學(xué)模型及運(yùn)行特性，分析了MMC常用的兩種調(diào)制策略（即最近電平調(diào)制和載波移相調(diào)制）的工作原理和適用范圍，并針對這兩種調(diào)制技術(shù)分別引出其適用的子模塊電容電壓均衡控制方法，還就MMC普遍存在的循環(huán)電流問題，分析了其產(chǎn)生機(jī)理及抑制技術(shù)。
　　其次，該文對三種傳統(tǒng)的

3、模塊化多電平換流器——半橋子模塊、全橋子模塊、箝位雙子模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理、直流故障穿越能力等方面作詳細(xì)的對比分析，總結(jié)出不同子模塊的優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ)上，提出一種混合型 MMC，它是由全橋子模塊和半橋子模塊共同組成MMC的上下橋臂，重點闡述了其基本參數(shù)選取原則，設(shè)計了適用于混合型MMC拓?fù)涞母倪M(jìn)的子模塊電容電壓均衡方法，并分析了在直流電壓下降情況下該系統(tǒng)良好的運(yùn)行特性。最后通過仿真驗證了混合型MMC和改進(jìn)的電容均壓策略的可行性和有效

4、性，指出混合型MMC不僅具備直流側(cè)故障穿越的能力，還具有更高的設(shè)備利用率和更低的功率損耗，具有較好的應(yīng)用前景。
　　最后，闡述了 MMC-HVDC控制的基本原理，建立MMC-HVDC在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型并設(shè)計了直接電流控制器，針對直接電流控制在實際MMC-HVDC應(yīng)用中，控制復(fù)雜且計算量大等缺陷，提出一種模型預(yù)測控制策略。該策略根據(jù)MMC-HVDC的離散時間數(shù)學(xué)模型，開發(fā)對應(yīng)于離散時間模型的預(yù)測模型，通過求解一個最優(yōu)化問題，