数字物理混合仿真通过将数字仿真与物理实验相结合,既可以分析大规模电网的稳态特性,也可以准确模拟电力电子装置的动态特性,为基于模块化多电平换流器(Modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电理论研究和工程设计提供了极大的灵活性。由于数字物理接口中的硬件设备会向系统中引入延时和噪声扰动,导致数字物理混合仿真出现较大误差甚至引发失稳问题,因此需要设计有效的接口算法对系统的稳定性和精确性加以补偿。另一方面,物理侧的MMC动模实验样机往往难以达到柔性直流输电工程的电压、功率等级,其样机参数必须进行合理的等比例设计,使之与真实的柔性直流换流站呈现出相似的特性。本文首先将现有接口算法归纳到统一结构下,提出接口算法统一模型,不同接口算法在统一模型中表现为元件参数不同,从而可以清晰地对比各种接口算法对数字物理系统稳定性和精确性影响机理的差异,为接口算法的选取提供了理论依据。在此基础上,本文提出了基于阻尼阻抗法的改进型接口算法。该接口算法根据MMC直流侧阻抗的特征,设计了合适的补偿阻抗,不仅能够有效补偿延时,还能抑制反馈元件的温漂、零漂带来的低频稳态误差,同时满足了数字物理混合仿真系统的稳定性和精确性需求。此外,本文针对柔性直流输电数字物理混合仿真系统的数字、物理侧功率等级不同的问题,采用标幺化参数设计理论给出小功率MMC动模实验样机参数的设计方法,保证小功率样机能准确反映大功率换流站的特性。最后,本文搭建了300V、3k W基于MMC的背靠背柔性直流输电数字物理混合仿真平台,对所提理论进行了可靠的验证,相关结果有助于促进数字物理混合仿真这一新兴技术在柔性直流输电中的应用。