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摘要：柔性直流输电技术在我国的工程化应用,对于提高我国电网安全稳定水平,建立经济、环保、高效、先进的智能输配电系统具有重要意义。基于模块化多电平变流器的多端直流输电系统(Multi-Terminal Direct Current based on Modular Multilevel Converter, MMC-MTDC)同时具备了MMC高电压、大容量的技术优势和MTDC系统灵活性、可靠性和经济性的运行特点,因此,基于MMC的柔性直流输电已成为直流输电领域的研究热点之一。本文主要针对基于MMC的多端直流输电系统的协调控制策略以及上层控制进行了研究,并通过实时仿真和实验平台进行了验证,主要内容包括：(1)对MMC-MTDC输电系统的换流阀级控制进行了研究。通过对MMC不同调制方式和均压控制的对比分析,考虑到电压等级和模块数等因素影响,选择出了适合柔性直流输电的载波移相调制和子模块均压控制的控制方式。详细介绍了MMC-MTDC系统数学模型的建立、控制系统以及控制器设计等问题,重点分析了单台MMC换流站的控制方法和控制目标。(2)对MMC-MTDC输电系统的换流站级控制进行了研究。详细对比分析了MMC-MTDC输电系统的三种协调控制策略——主从控制、直流电压裕度控制、直流电压斜率控制的优缺点及适用场合。(3)针对直流电压斜率控制存在的问题,提出了两种改进控制策略——下垂曲线平移控制和下垂曲线斜率控制,在此基础上,提出了将两种改进控制相结合的新型直流电压斜率控制,该控制策略不仅可以消除系统静态偏差,而且可以提高系统动态响应,避免过电压的发生。对MMC-MTDC系统新型直流电压斜率控制进行了稳定性分析,通过数学推导、根轨迹绘制得到了控制参数对系统稳定性的影响及控制参数的选择范围。(4)对MMC-MTDC输电系统的系统级控制进行了研究。介绍了MMC-MTDC输电系统通用上层控制,详细分析了MMC-MTDC系统采用不同本地控制时上层控制器的的设计。针对城市配电网存在的问题,提出了一种以城市配电网为背景的多端系统上层控制策略,并通过算例分析进行了验证。(5)在RT-LAB实时仿真器中搭建了MMC-MTDC输电系统的实时仿真模型,通过实时仿真验证了文中提出的控制策略的正确性和有效性。利用MMC-MTDC输电系统实验平台,对文中提出的控制策略进行了实验验证,实验结果验证了理论分析的正确性。