基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术(Modular Multilevel Converter basedhigh voltage diret current,MMC-HVDC)由于具备功率独立调节、无换相失败风险和谐波含量低等优势，在远距离输电、高比例新能源并网与电网异步互联等领域具有较好的发展前景。由于MMC的结构特殊，还涉及子模块高效建模与均压问题，其控制过程较传统换流器更加复杂，有必要从换流器角度出发对MMC型系统的建模手段与控制策略进行研究。本文工作就MMC运行特性、子模块高效仿真模型、调制、均压控制过程与系统控制策略进行研究，具体内容如下：
　　构建了基于开关量的MMC数学模型。将子模块开关量引入到MMC的电气量方程中，清晰的体现了MMC在每一个开关状态下的变量关系，计算简单，可作为分析MMC-HVDC控制特性的基础。
　　研究了三种MMC电磁暂态模型在不同电平数下的响应特性。分析了MMC常规详细模型、基于模型分割的通用高效模型和戴维南MMC模型的等效原理，从仿真速度与精度两个方面对三种模型进行了不同电平数下的仿真对比。仿真结果表明基于梯形积分法的戴维南等效模型具备较高的仿真精度与效率，可作为大规模MMC-HVDC系统的子模块仿真模型，具有良好的工程意义。
　　分析了MMC-HVDC不同调制策略的控制效果与均压过程，提出一种基于优化快速排序的新型均压策略。该策略在子模块排序过程中引入递归阈值，在达到阈值前后分别采用不同的优化算法对子模块电容电压序列进行排序，大大降低了整个仿真过程的时间复杂度与器件开关频率。从谐波畸变率、开关频率和控制器规模等方面对三种调制策略进行综合对比。结果表明最近电平逼近调制谐波含量较低且控制灵活，在高电平MMC-HVDC系统的调制中极具优势。
　　提出一种基于附加电压偏差值的MMC-HVDC控制策略。该策略在传统双环控制策略的基础上附加了交直流电压越限偏差值，使得系统的功率控制更加精确，响应速度也大大提高。根据实际工程结构与参数搭建渝鄂直流背靠背联网工程模型验证控制策略，仿真结果验证了所提控制策略对于大规模联网工程的有效性与正确性。