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模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)以其模块化设计、开关频率低、谐波性能好等诸多优点已成为当前柔性直流输电工程的首选方案。目前，已投运的工程中均采用的是半桥式模块化多电平换流器技术(half bridge sub-module based modular multilevel converter，HB-MMC)，不具备直流故障穿越能力。而半桥和全桥子模块混合型MMC在具备直流故障穿越能力的同时有较好的经济性，具有重要的实际应用价值。本文针对半桥和全桥子模块混合型MMC进行了研究，主要研究内容如下： (1)本文分析了混合型MMC的拓扑结构，并提出了基于CPS-SPWM技术的混合型MMC调制方案。在此基础上分别分析了三种模式下的混合型MMC数学模型，并通过Matlab/Simulink仿真平台对三种模式下的混合型MMC作了对比，证明了混合型MMC在三种模式下数学模型的正确性以及CPS-SPWM技术在混合型MMC三种模式下的有效性。 (2)本文针对混合型MMC提出了一种简单、有效的电容电压均衡控制策略。该方法借助PI控制器，通过调整电容的充放电时间，可以有效地稳定各子模块电容的电压。为了验证该方法的有效性，在Matlab/Simulink仿真环境中搭建11电平MMC控制系统，实验结果表明该方法不仅使各子模块电容电压保持一致并跟踪参考值，同时将桥臂间的环流限制在可接受的范围内。并对MMC输出电压进行频谱分析证明该方法可以有效降低谐波含量，提高输出电压的谐波特性。 (3)本文对比分析了混合型MMC与半桥型MMC的在直流侧短路故障时的暂态特性，半桥型MMC在直流短路故障期间电流增大，而混合型MMC在直流故障时具有自关断的能力，可以起到有效的保护作用。通过在Matlab/Simulink仿真平台上对基于混合型MMC的柔性直流配电系统进行仿真验证，验证了控制策略以及故障特性的正确性。