柔性直流输电技术作为直流输电新技术的核心方向之一,近年来得到越来越多的研究和应用,多端柔性直流输电技术更是具有资源利用率高,控制灵活等优点。柔性直流输电被广泛应用于新能源接入电网、交流系统互联、构建无源网络电源、构建城市直流输配网等。为了保证VSC-MTDC(Voltage Source Converter Multi-Terminal Direct Current,多端柔性直流输电)系统可靠稳定地运行,对系统的结构、运行机理以及控制策略进行研究具有非常重要的理论和实际价值。首先,阐述柔性直流输电系统的结构,利用系统简化结构模型,分析各级控制器的作用机理。介绍了系统的核心元件MMC(Modular Multilevel Converter,模块化多电平变流器)的拓扑结构,以五电平MMC为例详细说明了MMC工作原理与运行特性,MMC调制环节选择开关损耗小、谐波含量低的NLM(Nearest Level Modulation,最近电平逼近)调制。建立了MMC在abc坐标系基础上的数学模型,经过Park变换可得dq坐标系基础上的数学模型,利用dq坐标系基础上的数学模型对有功和无功进行解耦,同时分析了外环和内环控制器作用机理。其次,通过运行曲线与作用原理分析了三种系统级控制策略,分别为主从控制、电压偏差控制和下垂控制。主从控制策略过于依赖通信系统,主从控制和直流电压偏差控制的动态响应能力逊于下垂控制,仿真验证证明下垂控制策略拥有出色的动态调节能力,但在系统运行中的直流电压偏差相对较大。最后,针对上述不足之处,提出一种优化下垂控制策略,利用系统的直流电压偏差在下垂系数中设置自适应因子,使系统能够根据运行工况实时调整下垂系数,实现变下垂系数控制。利用PSCAD/EMTDC仿真平台进行稳态和暂态仿真验证,结果显示,所提策略能够提高系统的动态响应速度,降低直流电压偏差,降低暂态调节时直流电压的峰值。多端柔性直流输电系统下垂控制优化策略可以提高系统运行的稳定性和可靠性。