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直流输电系统在电力电子技术的推动下飞速发展,尤其是模块化多电平换流器的提出,为解决直流输电大功率、高耐压等技术难题,提供了新的思路。模块化多电平换流器自出现之时,就展现出了巨大的优势与潜能,成为了近年来电力领域的研究热点。但作为一门新兴的研究课题,许多理论尚未研究透彻,有待进一步阐释,例如在新型拓扑结构的提出、子模块预充电方式、电容电压均衡策略及桥臂环流抑制技术等方面。本文以MMC为研究对象,研究了部分控制策略,主要内容如下:(1)梳理了目前存在及在建的直流输电工程的结构特点,对比研究了MMC半桥、全桥、故障穿越、DCM四种子模块的工作方式及结构特点,总结了MMC快速预充电控制、子模块电容均压控制及桥臂环流抑制的研究现状及进展。(2)详细研究了半桥子模块拓扑结构的MMC工作原理,通过子模块的有序堆叠,逆变成交流电,然后对比研究了三种载波移相调制及NLM调制的结构特点,在高电压、多电平结构时,NLM具有较优的技术特点。(3)SM预充电分为不可控和可控两个过程,详细研究了不可控充电时具体的动态过程,进行等效电路处理,推导了限流电阻的取值范围,并计算出二次切除电阻的取值范围。把单个限流电阻进行分级切除控制,来实现电容的快速充电。在可控充电阶段,对子模块电容进行简单的分组控制,减少解锁充电时的电源侧与解锁子模块的电压差过大的问题,提出一种子模块电容的快速预充电策略,通过双端11电平仿真模型进行仿真验证。(4)对MMC系统建模分析,得出SM电压波动会影响外部输出特性。对比研究了静态、动态两种类型子模块电压分组的技术特点,从子模块具体调制方式、时间复杂度和均压效果展开研究,结合各自的优势进行改进,提出一种改进的带限值的子模块分组均压策略,同时,进行了MMC内、外环控制器的设计,通过双端MMC系统验证所提改进策略。(5)对单端MMC系统建模分析,通过瞬时功率理论,验证了MMC输电系统必定存在二倍频环流,环流不对外输出,但会带来相间的功率损耗等不利影响,因此需进行环流抑制的设计。设计了两种环流抑制器,一种是基于dq坐标变换的环流抑制器,一种是通过谐振的方式滤除二倍频环流,通过21电平单端MMC系统仿真,对比分析了两种抑制器的环流抑制效果,得出CCSC环流抑制优于二次谐波过滤器的抑制效果,通过NLM调制方式,CCSC能够抑制大部分的二倍频环流,但不能完全滤除。