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模块化多电平变流器高压直流输电(modular multi-level converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)技术是解决新能源接入,构建多元化能源结构的有效途径。而MMC-HVDC系统发生直流故障时会产生各种过应力,此时应迅速地进行闭锁和跳闸操作以避免设备损坏,导致MMC-HVDC系统停运,严重影响了整个系统的安全性、可靠性以及经济性。因此,增强MMC-HVDC系统直流故障下的安全稳定运行能力便成为解决当前新能源接入难题的关键所在。本文针对全桥型MMC-HVDC系统的直流故障特性分析和控制策略展开了进一步深入研究。首先,基于对全桥子模块(full-bridge sub module,FBSM)的工作原理和开关状态分析,进一步拓展得到全桥型MMC的基本工作原理和开关状态数学模型,并针对全桥型MMC提出改进的预充电启动控制策略,进一步完善了不同工作模式下的电容均压方法。其次,基于全桥型MMC的数学模型分别设计了MMC-HVDC系统内、外环和2倍频环流抑制控制器。并建立了基于PSCAD/EMTDC的系统仿真模型,通过仿真验证了本文所设计的系统内、外环和2倍频环流抑制等稳态运行控制策略以及所改进的全桥型MMC预充电启动控制策略和电容均压方法的正确性与可行性。然后,针对全桥型MMC-HVDC系统直流双极短路、直流单极接地和直流断线三种故障的过电压或过电流应力产生原因及其发展过程等故障机理进行了深入分析,并基于PSCAD/EMTDC仿真进一步验证了本文关于三种直流故障特性分析的正确性。最后,详细推导了全桥型MMC-HVDC系统在直流双极短路、直流单极接地以及直流断线三种故障下的数学模型,并由此提出了统一的故障穿越控制策略。为进一步提高直流单极接地和断线故障条件下全桥型MMC-HVDC系统的经济运行能力,本文提出一种功率指令优化策略,即通过上、下桥臂有功和无功指令的合理分配以最大程度的满足系统有功传输以及交流电网的无功需求。进一步基于PSCAD/EMTDC仿真验证了本文所提全桥型MMC-HVDC系统直流故障控制策略以及功率指令优化策略的正确性与可行性。本文所做工作将有效提高全桥型MMC-HVDC系统直流故障下的安全性、可靠性以及经济性,从而为解决新能源接入以构建能源结构多元化输配电系统奠定良好的基础。