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模块化多电平换流器(MMC)作为电压源换流器(VSC)家族的新成员，具有控制灵活、器件开关损耗显著减小、可靠性高、电平数高输出质量好等优点被认为是最适合高压直流输电应用的换流器拓扑的一种。在实际运行中，MMC换流器可能会遭遇多种复杂的运行工况，各种电网条件下MMC换流器的安全运行控制已成为工程技术人员和研究人员关注的主要问题之一。随着新能源占比的持续提升和电力系统电子电子化的不断发展，电网中三相不平衡问题也曰益显著，因此，研究电网不平衡工况下MMC的运行与控制具有重要意义。
本文对三相不平衡条件下的MMC稳态运行控制进行了相关研究，提出了一种逐点扫描法描述了其稳态运行范围，并且进行了功率越限控制策略方面的研究。
首先，以桥臂平均值模型为基础，推导了同步旋转DQ坐标系下包含零序二倍频调制信号分量的28阶MMC状态空间模型，通过求解MMC非线性动态方程的稳态解刻画其稳态运行范围，同时，设计交流系统不平衡时的MMC控制器，分析了不平衡工况下换流器的运行控制。其次，作为求解MMC稳态解的前提，提出了一种考虑交流系统不对称故障影响的不平衡电网模型来求解PCC电压。然后，提出一种内部状态变量的寻峰算法确定各状态变量的峰值。以此为基础，刻画了三相不平衡条件下考虑内部变量约束的MMC换流器稳态运行范围。并且根据所得的各种内部变量的约束，设计了相应的功率越限控制策略，避免MMC在交流系统不对称时越限运行引起故障。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建了MMC及其相关控制模块的模型，通过仿真验证了所提出的稳态运行范围分析方法和限功率控制策略的有效性和正确性。
本文对三相不平衡条件下的MMC稳态运行控制进行了相关研究，提出了一种逐点扫描法描述了其稳态运行范围，并且进行了功率越限控制策略方面的研究。
首先，以桥臂平均值模型为基础，推导了同步旋转DQ坐标系下包含零序二倍频调制信号分量的28阶MMC状态空间模型，通过求解MMC非线性动态方程的稳态解刻画其稳态运行范围，同时，设计交流系统不平衡时的MMC控制器，分析了不平衡工况下换流器的运行控制。其次，作为求解MMC稳态解的前提，提出了一种考虑交流系统不对称故障影响的不平衡电网模型来求解PCC电压。然后，提出一种内部状态变量的寻峰算法确定各状态变量的峰值。以此为基础，刻画了三相不平衡条件下考虑内部变量约束的MMC换流器稳态运行范围。并且根据所得的各种内部变量的约束，设计了相应的功率越限控制策略，避免MMC在交流系统不对称时越限运行引起故障。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建了MMC及其相关控制模块的模型，通过仿真验证了所提出的稳态运行范围分析方法和限功率控制策略的有效性和正确性。