论文以模块化多电平变流器(MMC)为研究对象,分析了MMC的数学模型和控制策略,并进行了仿真分析。　　 论文首先介绍了MMC的拓扑结构以及子模块换流原理,并进一步介绍了MMC的工作原理,在此基础上推导得到了其数学模型。　　 通过数学模型,介绍了几种控制策略,包括载波控制、合成PWM控制、SVPWM控制以及SHEPWM控制等几种方式,并对每一种控制方式进行了详细的描述,通过这些控制,模块化多电平变流器可以得到期望输出的波形。并针对每一种调制策略进行了仿真分析,通过仿真得到了理想的输出结果。　　 MMC在实际应用中,由于电容串联在主回路中,悬浮电容在每一个时刻不停的进行充放电,电容电压存在着波动,所以对电容电压进行控制是MMC主要研究的问题。文中提出了电容均压策略,通过对每个桥臂子模块电容电压大小进行排序,根据每个桥臂上电流方向,对排序好的子模块选择性开通或关断,以使得电容电压较小的模块充电,电容电压较大的模块放电。文中比较了两种调制方式的性能,结果表明合成PWM调制方式比载波调制方式谐波更小,电压利用率更高。通过仿真发现,MMC电容电压波动与输出频率成反比,与输出电流成正比。进一步通过数学模型分析了产生电容电压波动的原因,结论表明,MMC电容电压纹波大小与频率有关,在输出电流频率比较低的情况下,电容电压波动比较大。数学分析表明,MMC的共模电压和直流侧与交流侧环流是两个自由度可控的量,不会影响输出波形。通过对数学模型的理解,提出了一种低频策略,对桥臂能量进行分解为共模部分和差模部分,通过注入环流改变系统的能量结构,降低电容电压波动。　　 MMC变流器预充电是保证系统能够正常运行的必要条件,文中最后提出了适合于MMC的预充电策略,并给出了电容选择的方法。