为解决日益严峻的能源危机及环境污染等问题,实现“双碳”目标,电动汽车因其具有节能环保、能源效率高,运行成本低等优点已成为全球汽车行业发展的主要方向。大规模电动汽车无序接入电网,其充电行为将会给电网带来负荷峰谷差增大、网络损耗、三相不平衡、谐波污染等不良影响。因此,制定合理有效的充放电策略,有序引导电动汽车入网的充放电行为,对电网安全稳定运行具有重要意义。模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter,MMC）具有模块化、功率和电压等级高、能量双向流动、均衡能力强、运行成本低等优点,在工程上具有较高的应用价值,并且MMC的结构特点与实现电动汽车充放电所需的各项指标具有较强的契合度。因此,本课题将MMC拓扑与电动汽车充放电相结合,并对有序充放电策略及相关控制方法进行研究。首先,针对电动汽车无序接入电网进行充电的问题,从用户行驶习惯以及电动汽车自身特性两方面着手,详细分析了影响电动汽车充电负荷的因素,建立了电动汽车无序充电计算模型,并采用蒙特卡洛法对模型进行仿真计算。以某住宅小区的常规负荷数据为基础,叠加电动汽车无序充电负荷,结合所得数据分析电动汽车无序充电对电网产生的不良影响。在上述研究的基础上,结合分时电价的激励政策,以电网侧负荷方差最小以及用户侧充电成本最低为目标,建立电动汽车有序充放电数学模型,制定了合理的有序调度策略。针对原始灰狼算法全局搜索能力差且易陷入局部最优的问题,设计了使用非线性收敛因子及对位置更新公式添加权重系数的改进算法对模型进行优化求解。然后以某住宅小区的实际情况为例,将电动汽车无序充电、有序充电、有序充放电三种策略下的电网负荷曲线进行对比分析,验证了所提策略的有效性和实用性。采用粒子群算法和灰狼算法与本论文所设计的改进算法进行对比分析,表明了所设计优化算法的有效性和快速性。其次,设计了基于MMC的电动汽车充放电设施系统,为实现上述有序充放电策略提供底层技术支持。确定电动汽车接入系统子模块末端的方式,建立了系统主电路MMC的数学模型。采用一种基于超螺旋算法和边界层思想相结合的二阶滑模控制器对系统主电路级进行控制,并提出子模块级控制策略。利用MATLAB/Simulink仿真平台,对所提系统结构的可行性和控制方案的有效性进行仿真验证。最后,针对上述电动汽车充放电设施系统三相之间及各桥臂间的不平衡的问题,设计了由环流调节分量和电压调节分量叠加的控制器,对子模块电容电压进行平衡控制。构建了环流闭环控制模型和谐波分量数学模型,并设计了基于模糊PI控制器的环流抑制策略。利用MATLAB/Simulink仿真平台,对模型及模糊PI控制器进行搭建及仿真试验,并与传统PI控制器下的仿真结果进行对比,验证所提控制策略的可行性和鲁棒性。