电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)是基于电压源型换流器的新型高压直流输电技术。除了具有传统高压直流输电的优点外,它还可独立控制有功和无功功率,直接向小型孤立的远距离负荷供电,连接分散电源,提高电能质量等。近年来,国内外科研机构以及学者对交流系统平衡条件下的VSC-HVDC模型以及控制策略进行了广泛而深入的研究和讨论。然而在实际运行中,平衡电网只是电网运行中的一种特例,当交流系统发生不对称故障时,产生的负序电压将会引起VSC换流站交流侧三相电流的不对称和直流侧电压和功率的二倍频波动,影响系统的工作性能,威胁到换流设备的安全,严重时甚至烧毁会装置。因此交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制策略直接关系到VSC-HVDC系统的实际运行性能,具有重大的工程应用价值和现实意义。本文采用理论分析和仿真验证相结合的手段,着重研究了交流系统不平衡时VSC-HVDC系统的控制策略。研究主要内容如下：首先,对VSC-HVDC的发展历程和技术特点进行了分析和阐述,介绍了VSC-HVDC技术的应用领域和在全球的工程应用,并在此基础上分析了我国进行VSC-HVDC工程建设的必要性。其次,介绍了VSC-HVDC的基本工作原理,详细阐述了系统的主要构成以及各部分作用,研究和建立了在理想条件下VSC-HVDC系统的数学模型。第三,研究了VSC-HVDC系统在平衡条件下的内环电流解耦控制器和外环功率控制器的控制策略,并由此得出了VSC换流站的总控制系统结构图。在PSIM仿真环境中,搭建了三相平衡条件下VSC-HVDC系统的仿真模型,实验结果证明此系统在各种情况下均具有良好的稳态和动态性能。第四,分析并仿真验证了交流系统不平衡对VSC-HVDC系统的危害。研究了正、负序分量的实时检测方法,设计了不平衡条件下的同步相位和正负序分量实时检测系统,基于PSIM的仿真验证了此方法解决了常规检测方法的系统延时和波动等问题。第五,为了应对交流系统不平衡的实际状况,研究了交流系统不平衡条件下VSC-HVDC的控制策略。本章建立了交流系统不平衡故障时VSC换流器的正、负序数学模型,并采用非线性系统反馈线性化理论,设计了系统的状态反馈线性化电流解耦控制器,最后在此基础上设计了基于有功功率平衡的不平衡控制系统和基于负序电压补偿的不平衡控制系统。基于PSIM的数字仿真,验证了所设计的控制系统在多种不对称故障条件下均具有良好的控制性能。