模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）具有损耗低、谐波含量低、可扩展性高等优点,是柔性直流输电换流器的主流选择。现有MMC大都采用矢量控制,但是矢量控制下的MMC换流站对外表现为低惯量和低阻尼特性,在连接弱交流系统时难以保证其频率和电压质量。同时研究表明,弱电网条件会影响矢量控制的dq轴解耦特性和锁相环性能,从而影响系统运行的稳定性。为此,本文提出了MMC换流站的虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）控制方法,并在此基础上研究了VSG控制下MMC换流站的弱电网适应性,具体工作如下:首先,分析了MMC的基本工作原理,建立了MMC的数学模型,着重研究了MMC换流站的双闭环矢量控制、相间环流抑制控制等基本控制方法,并以此作为MMC换流站的底层控制系统。基于MATLAB/Simulink平台,搭建了313电平的双端MMC型柔性直流输电系统仿真模型,仿真验证了所搭建模型具有良好的输出特性,为后续设计MMC换流站的VSG控制策略奠定了基础。然后,提出了MMC换流站的VSG本体控制算法,在此基础上继续设计了有功-频率控制和无功-电压控制,并通过推导VSG控制的小信号模型设计了其主要控制参数。基于VSG本体算法,在转子运动方程中引入有功功率与频率的下垂关系,能够不依赖锁相环实现对受端电网的一次调频,引入频率偏差的积分环节实现二次调频;在定子电气方程中同时引入无功调节系数和电压调节系数,实现对受端电网的电压调节。通过与矢量控制的对比仿真表明,所提VSG控制下MMC换流站具备了惯性和阻尼特性,并对干扰下的受端电网提供了一定的频率和电压支撑。最后,为了分析VSG控制下MMC换流站的弱电网适应性,利用小扰动分析方法,推导了MMC换流站在VSG控制下的dq轴输出阻抗模型,并在仿真软件中通过频率扫描验证了阻抗模型的正确性。根据广义奈奎斯特稳定判据,通过对回率比矩阵特征轨迹的分析,研究了VSG控制下的MMC换流站在弱电网条件下的适应性。针对连接不同电网强度的受端电网,对采用矢量控制和VSG控制的MMC换流站进行了时域对比仿真。阻抗理论分析与时域仿真结果表明,VSG控制下MMC换流站能够有效模拟同步发电机的外特性,具有良好的弱电网稳定运行能力。