在分布式发电、可再生能源、智能电网技术迅速发展的新形势下,柔性直流输电技术为弥补传统高压直流输电的不足提供了新的途径。传统的高压直流输电采用半控型器件晶闸管,交流侧需要无功补偿装置,直流侧需要非常强大的电源进行有源逆变,否则可能产生换相失败。柔性直流输电采用基于可关断器件的电压源换流器,应用脉宽调制技术进行无源逆变,对受端系统容量没有要求,解决了传统直流输电向无源负荷点送电的难题。在电压源换流器的多种拓扑结构中,模块化多电平换流器(Modular Multi-level Converter, MMC)使用由可关断功率开关器件构成的半桥结构作为子模块,工作状态少,控制相对简单,规避了开关器件串联带来的均压问题,具有扩展性和冗余性,更适合应用于高压大容量的功率变换、传输场合。为了在有限的实验条件下验证基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统的控制器及其控制策略,本文提出了使用低压模拟系统进行验证的方法。低压模拟系统可以在较低的电压和功率等级上较为真实地模拟系统的各种工况,为高压实际工程应用打下理论与实验基础。根据MMC的工作原理,结合低压模拟系统的特点,本文对MMC进行等效和简化,建立了MMC的数学模型。分析了MMC的功率传输方式和换流站的控制策略配置方案。并在数学模型的基础上设计了适用于低压模拟系统的控制器。通过控制器产生的调制信号,使用载波移相正弦脉宽调制技术对MMC进行调制。本文完成了低压模拟系统子模块的硬件设计和控制保护系统设计,根据子模块在MMC中的运行工况,搭建试验平台,对子模块进行运行试验考核,子模块可在交流以及交流+直流工况下长时间稳定运行,验证了子模块设计的正确性。在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建低压模拟系统的仿真模型,对各种工况进行仿真,验证了控制策略与调制方式的正确性。