随着能源紧缺和环境污染问题的日益严峻，国家将大力开发和利用可再生清洁能源，优化产业结构。然而，风能、太阳能等可在生能源因其固有的分散性、小型化、远离负荷中心等特点使得采用交流输电技术很不经济。而采用可关断器件的柔性直流输电技术解决了这一问题。最近几年来出现的基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术极具发展潜力。本文对模块化多电平换流器（MMC）进行了如下研究：
首先，建立了MMC的数学模型，根据此模型设计了基于MMC的柔性直流输电系统（MMC-HVDC）的系统级控制器，并对直接电流控制与间接电流控制进行了深入的研究；提出了MMC桥臂电感参数与子模块电容参数的计算方法；在SIMULINK中采用此计算方法搭建了61电平的MMC-HVDC系统，对系统级控制进行了仿真。结果表明，直接电流控制具有很好的电流响应特性，同时还可以起到限流的作用，其在大功率的柔性直流输电工程中得到了广泛的应用。
其次，对MMC的阀级控制做了详细的分析，改进了DPWM调制方法与载波移相PWM调制方法，使得MMC输出电压的电平数增加了近一倍；针对载波移相PWM的特点，本文提出了一种适合它的电容均压算法，通过SIMULINK仿真表明，这种算法开关频率低，均压效果良好，具有一定的工程应用价值。
最后，对于MMC环流的抑制，本文设计了一种新型的控制器，其结构简单并且在直流故障时可以有效抑制直流电流；深入研究了适合于MMC-HVDC在逆变侧连接不同负载时的启动策略；建立了MMC在交流电压故障时的负序数学模型，给出了两种抑制负序电流的控制策略。仿真结果表明这两种控制方法都能很好的抑制负序电流，让MMC在交流电压故障时仍然能够不间断运行。
