【摘 要】
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自模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）拓扑结构于2001年被提出后,MMC因输出电平多、谐波含量少、开关频率低、损耗小、可模块化设计等优点代替两、三电平电压源型换流器成为了直流输电系统换流站最主要的换流器拓扑。在当前“双碳”目标的推动下,远距离且大容量的MMC型多端柔性直流输电技术（MMC Based Multi-Terminal HVDC,MMC
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自模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）拓扑结构于2001年被提出后,MMC因输出电平多、谐波含量少、开关频率低、损耗小、可模块化设计等优点代替两、三电平电压源型换流器成为了直流输电系统换流站最主要的换流器拓扑。在当前“双碳”目标的推动下,远距离且大容量的MMC型多端柔性直流输电技术（MMC Based Multi-Terminal HVDC,MMC-MTDC）应用将更加广泛,拓扑结构将更为复杂,系统换流站数量也将会增多,因此MMC-MTDC输电系统功率协调和直流电压稳定控制将更加困难,因此如何设计合理有效的控制系统仍是当前的研究热点,本文主要在MMC-MTDC输电系统的小干扰稳定性及系统功率协调控制策略两个方面开展系统性的研究工作:（1）搭建了考虑桥臂电容电压波动特性和二倍频环流的MMC详细状态空间方程和小信号模型,将各MMC换流站与交流系统、控制系统及直流电网模块的小信号模型结合后得到MMC-MTDC输电系统的整体小信号模型,并通过搭建三端柔性直流输电系统的电磁暂态模型和小信号模型进行仿真对比,验证小信号模型的准确性。（2）为解决由于传统下垂系数固定而存在的一系列缺陷,本文将换流站交流侧参数短路比应用于下垂参数的选择和调整,研究了一种考虑交流系统电网强度及换流站额定容量的自适应下垂控制策略。文中首先详细介绍了换流站短路比指标的含义,分析其对直流输电系统稳定性的影响,利用本文所研究的控制策略使交流侧电网强度较强的换流站在稳定性调整中承担相应较大的任务,优化了系统的功率分配性能,使系统具有更好的稳定性。（3）在传统下垂控制策略的基础上,分析直流线路对于各换流站稳态工作点的影响,首先对于各换流站功率控制的不精准问题,研究了根据换流站实际输送功率实时的等比例调整功率参考值的方法,利用功率参考值改变的部分补偿因直流线路所导致的功率偏差,使功率得以精准控制;此外针对传统控制策略下稳态工作时系统发生小扰动时直流电压不稳定和偏差较大的问题,在功率精准控制和带死区的控制策略基础上研究了一种带缓冲区域的改进控制策略,该方法在实现功率精准控制的基础上,保证了稳态工作点和直流电压极值工作点发生小扰动时的稳定性。
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