随着电力电子技术的革新,电网发展战略实施的需要,高压柔性直流输电技术的应用越来越被重视。柔性直流输电技术能够有效地消纳波动性较大、稳定性较差的新能源以及馈入的再生能源,减少输电系统的占地空间,提高输电系统的输送容量,更好地推动我国区域电网直流异步互联的发展进程。同时,该技术可有效改善配电网电能质量且提高供电可靠性。因此,研究柔性直流输电系统稳定性及对其控制器进行优化设计显得尤为重要,能够为其在工程中的应用与推广提供一定的理论支持与设计参考。首先,建立了双端柔性直流输电系统的通用小信号模型。分别从系统拓扑结构与同步旋转坐标系两个方面体现了本文所建小信号模型的通用性。系统拓扑结构的通用性体现在该小信号模型详尽考虑了系统中的各系统元件与控制环节。同步旋转坐标系的通用性体现在其构建时考虑了交流网络的多样性以及PCC电压工频角速度的波动性,提出以等效电压源电压E为基准构建该同步旋转坐标系。其次,基于上述小信号模型,在MATLAB/Simulink中搭建了相应的仿真模型,就换流站1侧有功功率发生扰动时系统两侧电流、电压的波动情况,通过小信号仿真结果与PSCAD/EMTDC中的电磁暂态仿真结果进行对比分析,验证了该系统小信号模型的正确性。然后,综合模态分析方法、参与因子分析方法和灵敏度分析方法总结出一套针对线性小信号模型通用的稳定性分析方法及步骤。并利用两个案例分析了该稳定性分析方法在辨明系统不稳定根源与改善失稳系统方面的应用。同时找出了部分影响双端柔性直流输电系统稳定的相关控制参数,并确定了相应参数的稳定裕度。最后,基于切换系统理论,以系统Lyapunov函数能量衰减最快为目标推导了柔性直流输电系统双向换流器的稳定切换律,并根据该切换律设计了稳定切换控制器。然后,通过仿真验证了该控制器的有效性,并通过与双闭环电流矢量控制策略对比,从理论与仿真两个方面证明了该稳定切换控制策略的优越性。