随着电力电子技术在现代输电领域的快速发展,基于电压源型换流器的柔性直流输电系统在电力工程中的应用受到了人们的广泛关注。然而基于两电平和三电平的柔性直流输电系统存在着电压等级低、损耗大以及滤波器体积庞大等缺陷,在一定程度上限制了其在直流输电工程中的进一步应用。模块化多电平换流器采用模块化设计,输出电平数高,能够适应不同的电压等级和功率水平,不需要大功率交流滤波器,降低了子模块的开关频率,可适用于高压大功率的柔性直流输电场合。基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术在对无源网络供电、孤立负荷供电以及城市中心供电等方面具有广阔的应用前景。因此,对其调制技术和控制策略等相关技术的研究具有重要的现实意义。本文分析了模块化多电平换流器的拓扑结构和工作原理,并建立了它的数学模型,随后对其主电路参数中桥臂子模块电容值、桥臂电感值、桥臂子模块数和直流侧电压等进行了设计。详细阐述了模块化多电平换流器的几种调制方式,分别比较了它们的优缺点以及适用场合,采用排序法和建模法相结合的电容电压控制方法与调制技术相配合使用,选择了适用于模块化多电平换流器型柔性直流输电系统的载波移相调制和最近电平逼近调制,并进行了数学分析。然后,运用MATLAB软件分析两种调制方式的换流器输出电压和电流质量、子模块电容电压波动以及环流抑制等特性,结果表明最近电平逼近调制的谐波特性要优于载波移相调制。最后在MATLAB/SIMULINK中搭建了11电平的双端有源和单端有源的模块化多电平换流器型柔性直流输电系统的仿真模型,通过对双端有源和单端有源系统供电的直流电压、交流电压、有功功率、无功功率等各控制量的仿真分析,证明了所研究的双端有源供电和单端有源供电系统的控制策略在各控制量发生变化时具有良好的动态响应特性和控制性能,提高了系统运行的稳定性。