随着电力电子技术的发展,多电平变换器在高压大功率场合的应用受到越来越多的关注。模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)作为新型多电平拓扑结构的一种,其模块化程度高具有良好的拓展性,特别适用于高压大功率场合。但由于MMC自身结构特殊,其在环流抑制、电容电压均衡等方面还有许多亟待解决的问题。本文主要对MMC环流及其抑制策略进行了研究分析。本文详细地介绍了MMC的拓扑结构与工作原理,由子模块和桥臂端口输出电压特性,推导出MMC直流侧和交流侧等效电路。根据MMC输出电气参数与调制函数之间的关系,对MMC环流产生机理进行分析和数学推导,建立环流的稳态数学模型,并指出环流的组成成份及相互间的耦合效应。为了对其进行有效地抑制,研究了基于比例积分控制的环流抑制策略,并通过仿真进行验证分析。为了实现更好的抑制效果,提升系统的鲁棒性和快速性,本文提出了基于滑模变结构控制的环流抑制策略。采用精确反馈线性化的方法对环流模型中的耦合现象进行了精确的解耦,引入滑模控制器对环流分量进行抑制。理论分析和仿真验证表明了该策略具有较好的控制效果。当电网电压出现不平衡故障时,设定两个不同控制目标,研究了一种无需对电流进行正、负序分离的功率补偿策略。针对故障时环流中可能会同时出现二倍频的正序、负序和零序分量的问题,给出了基于矢量比例积分控制的环流抑制策略,采用控制器零点与控制对象极点对消的方法进行控制参数整定,并通过仿真进行了验证分析。最后,分别介绍了RTDS(Real Time Digital Simulator)实验平台的软硬件,结合其特有的小步长环境,搭建基于RTDS平台的MMC模型进行验证,结果验证了本文所述相关控制策略正确性和有效性。