随着新能源并网需求和电网构建不断升级,基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)柔性直流输电技术持续发展。仿真技术为电网规划设计和运行试验等方面研究提供有效手段。目前柔性直流工程在理论分析、系统规划和装备特性及性能测试等方面研究时,存在研究周期长,仿真效率低,仿真系统成本较高等问题。因此,建立适用于柔直系统运行规划、控制策略验证、参数选取校正等功能的仿真实验平台,保证可控、安全和通用性,能够进行多尺度多层次柔性直流系统建模仿真研究,具有很高的工程实用价值。本文在对MMC-HVDC系统运行特性分析的基础上,对其仿真系统及技术进行了研究。对柔性直流输电数模混合仿真系统架构设计和子网划分建模方案进行研究,并对实时数字仿真子系统的工作特性和物理动模被试子系统的构建经济性进行了分析研究。首先,分析MMC-HVDC系统结构、基本工作原理和数学模型,对柔性直流混合仿真系统研究中系统结构划分和建模方法进行了设计。根据柔性直流输电系统仿真需求,对数字物理混合仿真系统结构和技术进行分析,研究柔性直流输电数字物理混合仿真平台结构和子系统划分方案和建模方法;然后,对实时数字子系统仿真步长和模型特性进行研究,对能精确仿真各电平数的仿真步长表达式进行了推算,进而推得电压变化与仿真步长之间关系,仿真结果表明在合理范围内,步长取值越小精度越高;同时,建立考虑换流器闭锁的MMC戴维南等效模型,并在离线和实时状态下对所搭建等效模型和详细模型,进行了暂稳态的仿真特性对比,结果表明,所建立等效模型在实时数字子系统仿真中不仅能够保证仿真精度还能提高仿真效率;最后,为提高混合仿真平台物理子系统的经济性,提出数字物理混合系统物理子系统参数优化方法,对物理子系统模型参数进行计算,根据相似判据建立数学模型并利用MATLAB非线性规划求解模块进行求解,得到优化结果与未优化前的构建成本进行对比,结果表明该方法可以大幅减少实验室建模成本投入,子模块电容和子模块数都可以选取取值范围内的最小值。并且依据该方案所设计的混合仿真平台能够很好地对MMC-HVDC系统进行仿真模拟,其工作特性与原系统均能保持很好的相似性。本文针对MMC-HVDC仿真系统的工作特性进行研究,对柔性直流输电数模仿真系统结构进行设计和子系统划分建模,并完成了对数字实时仿真子系统仿真精度和仿真效率的研究,在保证系统仿真相似性和模拟精确性的同时,提高动模子系统平台试验经济性,工程应用意义较高。