高压直流电网可以远距离输送大规模清洁能源,不存在同步稳定性和无功电压调节复杂性的问题,因此在世界范围内具备应用前景。随着模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的发展,不存在换相失败故障、可控性高、谐波少等优势的柔性直流输电技术具有更加广阔的应用前景。随着MMC技术的不断发展,对系统运行的稳定性和可控性提出了更高的要求,目前柔性直流电网渐从辐射状结构向网状结构发展,柔性直流电网的网架结构更加复杂,增加了控制直流电压的难度。此外,由于柔性直流电网端数较多,控制策略相对于两端高压直流输电系统要求复杂性和可靠性更高,这些控制策略需要各种控制变量(例如功率和电压)尽可能地跟踪参考值,参考值的选择会影响整个系统的潮流分布,合理地设计控制器参数,实现柔性直流电网的潮流优化也是目前研究的重点。论文对其展开了研究,具体内容如下:首先分析了柔性直流电网的网架拓扑结构及换流器拓扑结构,对拉手型拓扑、辐射型拓扑、网孔型拓扑三种不同的直流电网网架拓扑结构进行了对比分析,搭建了论文中研究的柔性直流电网的网架结构;对柔性直流电网的系统级控制策略进行了分析,对比了主从控制策略、裕度控制策略、下垂控制策略和裕度下垂控制策略的特点,为改进下垂控制策略的提出提供了理论基础。其次,论文建立了基于最大功率跟踪(Maximum power point tracking,MPPT)控制的风电机组模型,分析新能源出力波动特性,在柔性直流电网中拟合风电机组波动功率曲线。提出了一种基于偏差修正的改进下垂控制方法,分析了柔性直流电网的惯性特性,在此基础上设计具备调压能力的改进VSG控制策略。并在PSCAD/EMTDC中搭建四端柔性直流电网,对所提控制方法进行仿真验证。所提控制策略能够有效应对新能源输入的波动功率,改善柔性直流电网的电压暂态特性,使得柔性直流电网具有较好的动态响应和有功功率调节能力。最后,考虑直流电网中电压、电流、功率的分布,分析柔性直流电网潮流分布机理,基于潮流计算,提出了柔性直流电网潮流的二次调整策略。通过遗传算法优化计算得到控制器最优参数,修正本文所提控制器中有功功率参考指令值和直流电压参考指令值,解决了一次调节不能精确跟踪有功功率指令值的问题,使得全网的功率损耗及电压偏差综合指标达到最小,实现了柔性直流电网潮流的最优分配。