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随着可再生能源发电技术的发展，可再生能源的渗透率不断提高。但是可再生能源具有间歇性与波动性，易受到气候变化、昼夜交替和其他一些随机因素的影响，可再生能源并网会对电网的稳定运行造成影响。在研究如何提高可再生能源发电比重，解决消纳问题，优化能源结构的过程中，大容量储能作为可行的解决方案被提了出来。
大容量储能对储能变流器提出了更高的要求，基于混合子模块模块化多电平换流器(Hybrid Sub-module Modular Multilevel Converter，HMMC)具有功率和电压等级高的优点，并且能够阻断直流故障，适合作为大容量储能变流器的拓扑结构。本文在大规模可再生能源接入的柔性直流输电场合下，针对HMMC型储能变流器的控制策略进行研究，主要研究内容如下：
1．分析了HMMC型储能变流器的工作原理和运行状态，在此基础上分别对变流器拓扑、数学模型和调制策略进行研究，为HMMC型储能变流器控制策略研究提供理论基础。
2．研究了HMMC型储能变流器在正常运行状态下的控制策略，分别对并网控制策略和电池荷电状态(State of Charge，SOC)均衡控制策略展开研究，其中并网控制策略包括交流侧、直流侧和电池侧的控制策略。对于交流侧，针对并网模型，得到了交流有功和无功功率控制策略；对于直流侧，分析了直流环流的作用机理，建立了直流环流控制直流功率的传递函数模型，得到了直流功率控制策略；对于电池侧，利用小信号分析法建立了Buck-Boost的动态数学模型，提出了子模块电压均值控制策略，实现了子模块电容电压的均衡，滤除了电池电流中的基频和二倍频分量。对于电池SOC均衡控制策略，基于三层SOC均衡手段分别对相间、上下桥臂间以及桥臂内SOC的均衡控制进行了研究。
3．研究了HMMC型储能变流器在直流故障状态下的控制策略，分析了相电压各种合成方式，对传统零电压故障穿越控制策略进行了研究，针对其不足，提出一种利用全桥子模块状态切换实现的改进型零电压故障穿越控制策略，使系统具有了在直流极间短路故障状态下的连续运行能力。除此之外，基于直流极间短路故障特性改进了相间和上下桥臂间SOC均衡方式并对SOC均衡控制重新进行了研究。
4．针对前文所提控制策略在Matlab/Simulink平台上建立了仿真模型，仿真结果验证了上述控制策略的正确性和有效性。
大容量储能对储能变流器提出了更高的要求，基于混合子模块模块化多电平换流器(Hybrid Sub-module Modular Multilevel Converter，HMMC)具有功率和电压等级高的优点，并且能够阻断直流故障，适合作为大容量储能变流器的拓扑结构。本文在大规模可再生能源接入的柔性直流输电场合下，针对HMMC型储能变流器的控制策略进行研究，主要研究内容如下：
1．分析了HMMC型储能变流器的工作原理和运行状态，在此基础上分别对变流器拓扑、数学模型和调制策略进行研究，为HMMC型储能变流器控制策略研究提供理论基础。
2．研究了HMMC型储能变流器在正常运行状态下的控制策略，分别对并网控制策略和电池荷电状态(State of Charge，SOC)均衡控制策略展开研究，其中并网控制策略包括交流侧、直流侧和电池侧的控制策略。对于交流侧，针对并网模型，得到了交流有功和无功功率控制策略；对于直流侧，分析了直流环流的作用机理，建立了直流环流控制直流功率的传递函数模型，得到了直流功率控制策略；对于电池侧，利用小信号分析法建立了Buck-Boost的动态数学模型，提出了子模块电压均值控制策略，实现了子模块电容电压的均衡，滤除了电池电流中的基频和二倍频分量。对于电池SOC均衡控制策略，基于三层SOC均衡手段分别对相间、上下桥臂间以及桥臂内SOC的均衡控制进行了研究。
3．研究了HMMC型储能变流器在直流故障状态下的控制策略，分析了相电压各种合成方式，对传统零电压故障穿越控制策略进行了研究，针对其不足，提出一种利用全桥子模块状态切换实现的改进型零电压故障穿越控制策略，使系统具有了在直流极间短路故障状态下的连续运行能力。除此之外，基于直流极间短路故障特性改进了相间和上下桥臂间SOC均衡方式并对SOC均衡控制重新进行了研究。
4．针对前文所提控制策略在Matlab/Simulink平台上建立了仿真模型，仿真结果验证了上述控制策略的正确性和有效性。