柔性直流输电技术作为新一代的直流输电技术，能解决当前交直流输电技术面临的诸多问题，是未来坚强型、智慧型和清洁型电网的发展方向。柔性直流输电技术由于VSC中的开关器件的灵活可控性，使其有更优的开关速度和稳定的工作状态，能够改善输出电能质量并优化设备结构。模块化多电平换流阀(Modular Multilevel Converter，MMC)具有模块化、可扩展等特点，在柔性直流输电工程中得到大量使用，研究MMC换流阀的损耗大小以及优化问题能够提高输电系统经济性，延长器件寿命，并提高设备可靠性，具有一定的工程意义。
　　本文从MMC换流阀子模块拓扑结构出发，分别研究了半桥和全桥结构子模块的工作原理，半桥型MMC换流阀具有内部器件数量少，成本较低的优点，全桥型MMC换流阀具有直流故障自清除，可靠性高的优点，半桥与全桥子模块结合的混合型MMC换流阀可兼顾经济性和可靠性的特点，并建立了混合型MMC换流阀的具体损耗计算数学模型。
　　提出了基于三次谐波注入的MMC换流阀降损策略，分析了谐波注入法能够降低换流阀损耗的原理，并在MMC换流阀损耗计算数学模型基础上，计算了三次谐波注入量大小发生变化时对其各部分损耗的影响。综合考虑MMC换流阀总损耗、子模块电容电压变化率以及换流阀直流电压利用率三方面指标，提出了基于粒子群算法的三次谐波注入量优选方法。在Matlab平台上搭建了一个两端柔性直流输电MMC换流阀仿真模型，得到换流阀在损耗、子模块电容电压变化率以及直流电压利用率三方面指标整体性能达到最优时所对应的最佳谐波注入量。
　　从MMC换流阀内部环流抑制角度进行降低损耗研究，从换流阀工作状态和器件性能分析内部环流产生的机理，计算得到内部环流具体函数表达式。提出了基于功率平衡无差拍的环流抑制方法，令输入有功功率与输出有功功率之差作为PI控制器输入，输出端得到参考环流，再通过无差拍控制策略在每个采样周期中进行跟踪和逼近，从而达到环流抑制目的，降低桥臂能量波动带来的损耗。通过仿真验证了所提策略的有效性。
　　以乌东德电站送电广东广西输电工程为例，进行了实际工程的MMC换流阀损耗的计算，并采取所提降损策略对其进行损耗对比分析，得到所提降损策略的有效性。