我国可再生能源与负荷中心分布在时空上的逆向性、不均衡性,注定了在风光等新能源大规模开发利用上必然要采用远距离大容量高压输电技术。模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）凭借其扩展性强、可靠性高、输出波形质量好等优良特性,使得基于MMC的柔性直流输电技术在远距离输电中体现出了明显的经济优势,被广泛使用。但是,新能源和电力电子装备的高比例渗透,使电网结构更加复杂,众多装备间存在复杂的相互作用,降低了系统的小信号稳定性。近年来,国内外多个柔直工程振荡问题频发,电力系统稳定性面临着前所未有的挑战。深究原因部分是MMC的子模块电容电压波动导致了其与两电平电压源换流器（voltage source converter,VSC）不同的复杂内部动态,耦合到端口与负载或者电网等其它设备交互带来了稳定性的问题。因此,建立考虑MMC内部动态的交流端口阻抗模型,研究其与连接设备阻抗之间的交互并进行振荡抑制显得尤为重要。另一方面,MMC中子模块电容的数量多、体积大、成本高,在一定程度上限制了 MMC的应用。通过减小电容电压纹波从而在保持相同纹波时减小电容容值,实现MMC的轻型化是近年来工程中的常用手段。具体包括二次谐波电流注入、三次谐波电压注入等,但这些控制方式的引入会影响MMC的内部动态。因此,建立采用轻型化策略MMC的阻抗模型,并进行小信号稳定性分析及稳定控制的研究具有重要价值。综上所述,本文以柔直系统送端换流站的MMC为研究对象,首先分析了MMC的基本结构与运行原理,建立了MMC的平均值模型。在此基础上,采用可以反映多频响应和频率耦合的谐波状态空间（harmonic state space,HSS）方法,对MMC交流端口分别建立了开环、环流抑制控制（circulating current suppression control,CCSC）以及CCSC和交流电压控制均采用时的HSS阻抗模型。分析得知MMC内部动态主要影响交流侧的低频阻抗,使得其与两电平VSC低频阻抗呈现感性不同,而是呈现出了容性特性,易与感性网络交互引发低频振荡。且交流电压控制的采用会降低系统的稳定裕度,使振荡更易于发生。同时,本文还推导得出MMC在采用CCSC、二次谐波电流注入、CCSC与三次谐波电压注入、二次谐波电流和三次谐波电压注入等不同控制方式时的交流侧阻抗伯德图,来分析不同轻型化控制方式对MMC交流侧端口阻抗特性带来的影响。在上述研究的基础上,通过广义奈奎斯特（Nyquist）判据研究了交流电压控制参数对系统小信号稳定性的影响,发现仅通过调节控制参数不能很好地改善系统稳定性。为此,本文提出了一种附加控制方法,该方法通过电容电压前馈将MMC内部动态与其交流端口解耦,重塑了 MMC交流侧端口阻抗使得其与两电平VSC的交流侧端口阻抗相同,低频阻抗由容性变为感性。从而,MMC交流侧阻抗与交流负载阻抗的幅频特性在低频区域的交点被消除,提高了孤岛供电MMC的稳定性。同时,由于MMC内部动态与交流端口解耦,其交流侧电压的控制呈现单输入单输出的特性,在研究MMC的稳定性和设计控制参数时,可以直接采用经典的Nyquist判据,从而避免了广义Nyquist判据的使用,简化了分析过程。另外,为了研究附加控制对系统采用轻型化策略时的有效性,进一步对轻型化方式控制下的MMC采用所提附加控制方法,对比该方法施加前后的时域仿真波形和快速傅里叶分析结果等。验证了所提方法同样可以提高轻型化控制下系统的稳定性。同时,在PSCAD/EMTDC平台中搭建三相孤岛供电MMC的电磁暂态时域仿真模型,对MMC的交流侧阻抗进行了扫频验证,并对小信号稳定性分析结果和附加控制策略进行时域仿真验证,结果表明了理论分析的正确性。