模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，MMC）是最近几年才提出来的新型多电平电压源型换流器，在多电平换流器发展历程中具有重要意义。得益于模块化设计，相较2电平、3电平电压源型换流器，基于MMC的柔性直流输电仅需通过改变相单元子模块数量就可以实现系统输电电压以及功率等级的扩展，而且由于具有内部参数相同的模块化结构、无动态静态均压问题、无需变压器及滤波器等优势，使得建设MMC-HVDC成为未来高压直流输电工程领域的趋势。本文研究了MMC-HVDC系统的新型控制方法，主要包括以下内容：　　（1）介绍研究背景及意义，对目前主要的几种多电平换流器进行概述，介绍MMC的研究现状、技术特点以及应用前景，阐述本文的主要内容及创新点。　　（2）介绍MMC拓扑结构，建立abc、αβ和dq三种坐标系下MMC-HVDC系统的低频动态数学模型。深入研究 MMC结构，分析子模块及三相 MMC工作原理，推导MMC换流器的数学模型，探讨其运行特性。　　（3）详细阐述 MMC-HVDC系统的换流阀级控制策略。重点介绍载波移相 PWM调制和最近电平逼近调制的工作原理和实现方式，对比两种调制策略的适用范围和各自的优势。重点阐述子模块电容电压均衡控制的重要性，介绍两种常用的电容电压均衡控制策略。提出一种新型改进电压排序优化策略，在MATLAB仿真平台搭建MMC仿真模型，分别对分级式电容电压均衡控制策略和改进型电压排序优化策略进行仿真实验，验证载波移相PWM调制策略、最近电平逼近调制策略以及上述电容电压均衡控制策略的正确性和有效性。　　（4）详细推导和分析环流中交流分量产生机理，证明 MMC中相间环流中只包含偶次倍频环流分量，对环流主要成分二倍频负序分量的表达式进行计算。在分析环流产生机理以及环流抑制的基本原则的基础上，利用第三章电容电压均衡控制策略仿真实验，对环流抑制基本原则进行验证。最后提出并设计两种新型环流抑制控制器，搭建MMC-HVDC仿真模型，验证提出的新型环流抑制器正确性和有效性。　　（5）介绍MMC-HVDC系统级控制在输电系统中的作用。基于矢量控制策略，一一论述并设计系统控制器中重要的功能模块：同步锁相环、内环电流解耦控制器和外环功率控制器。提出一种新型无锁相环控制策略，该策略下的系统级控制器无需锁相环，有效的规避了采样延时和计算复杂度以及电流耦合给系统控制带来的影响。对该控制策略的仿真实验表明该策略行之有效，具备良好的控制效果。