直流输电技术在远距离输电方面具有成本低的巨大优势,而模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)模块化程度高,波形质量好,易安装拆卸,易提高电压及功率。这些优点使模块化多电平换流器成为高压柔性直流输电领域中的研究热点。MMC运行在柔性直流输电系统中,其交流侧会连接交流电网或交流负载。雷击、大风等自然灾害可能会使MMC交流侧发生单相接地、两相接地及两相短路等不对称故障。MMC交流侧不对称故障会导致直流侧电压电流中产生二倍频波动,引起三相环流不对称,子模块电容电压波动变大等问题。本文基于三类典型交流侧不对称故障,针对上述问题进行了研究。首先,MMC交流侧不对称运行的典型交流侧控制策略有两种,分别是负序电流抑制策略和有功功率波动抑制策略。本文分别分析了两种交流侧控制策略下MMC直流侧电压电流二倍频波动的起因,通过理论分析对比了三类交流侧不对称故障时MMC直流侧电流二倍频波动幅值。MMC拥有整流及逆变两种运行模式,本文分析了MMC交流侧不对称故障对两种运行模式下直流侧电压电流的影响。通过仿真验证了上述分析。其次,本文分析了两种交流侧控制策略对子模块电容电压波动的影响,并从桥臂充电电流的角度分别推导了六个桥臂子模块电容电压的波动方程。在此基础上,分别分析了两种交流侧控制策略下,MMC交流侧单相电压跌落程度与故障相子模块电容电压波动的关系,并通过仿真验证了上述分析结果。再次,MMC传统控制策略采用调节交流电流的方式实现对直流电压的控制,当MMC交流侧发生不对称故障时,交流电流发生改变,并直接影响直流侧电压电流。针对此问题,本文提出了基于交、直流侧功率解耦的MMC交流侧不对称运行策略,将交流电流变化产生的功率波动吸收在桥臂电容中,使其不影响直流侧电压电流。针对MMC的两种运行模式,分别设计了直流侧控制策略。在此基础上,设计了基于交、直流侧功率解耦的MMC背靠背系统不对称运行整体控制策略。通过仿真验证了所提控制策略。最后,本文搭建了一台三相600V/10kW的MMC实验平台,通过实验验证了所提MMC交流侧不对称运行策略的正确性和有效性。