模块化多电平换流器(Moudular Multi-level Converter,MMC)作为一种新型拓扑,电路结构具有高度模块化和对称性的特点,通过增加级联模块数目可以扩展输电电压等级和增加传输功率,输出电压谐波含量低,电力特性好。MMC具有很高的工程实践价值和研究前景。本文通过对MMC研究现状进行文献分析,首先论述了研究背景和意义,以及MMC研究中的进展与问题。随后分析了MMC的结构以及子模块拓扑特点,研究了MMC及其子模块的运行机理。论述了两种MMC常用的调制方式:载波移相调制(Carrier Phase Shifted SPWM,CPS-SPWM)和最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation,NLM),并作仿真分析。基于现有研究理论中提出的子模块电压波动是造成相环流的主要原因,本文提出一种新的均压策略,基于NLM的阈值双向逼近的子模块电容电压均衡策略,并在Matlab/Simulink环境中搭建仿真模型,验证了所提均压策略的正确性与有效性。接着本文就MMC预充电过程进行了电路模型简化和分析,论证了不控预充电无法实现电容有效充电至额定值,以致不能进入正常工作。研究了MMC预充电特点,提出了对于交流输出空载和带负载2种情况下的可控预充电策略。通过搭建仿真模型验证了预充电过程中限流电阻的重要作用以及所提两种充电策略的有效性。本文最后对MMC环流抑制进行研究。推导了换流器的数学模型,分析了环流产生的机理,利用瞬时功率理论分析了相环流的主要谐波成分,通过dq解耦分析了环流抑制器的设计,提出用环流抑制PI控制器与均压策略相结合的方式消除环流并实现均压。