模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)是一种电压源型转换器(Voltage Source Converter,VSC),适用于高压大功率场合。现有MMC逆变器大部分采用矢量控制技术,但是随着柔性直流输电系统的接入,矢量控下的MMC系统对外表现零惯量和零阻尼特性,恶化了系统的运行环境。但是,虚拟同步发电机技术(Virtual Synchronous Generator,VSG)能够将逆变器模拟成同步发电机,使其具有相应的惯性和阻尼特性,并且系统具备自主调频调压的能力,这在一定程度上降低了可再生能源接入导致的不利影响。为此本文提出基于虚拟同步发电机技术的MMC并网系统控制方法,使MMC在进行能量转换的同时具备参与系统调频调压的特性,提高系统的稳定性。本文首先给出了 MMC系统的基本结构,通过对主电路结构的分析,介绍了其工作原理,再对MMC系统存在的环流情况进行分析,并分析了载波移相法和最近电平逼近法两种调制技术,对比了各自的优缺点,最后分析了子模块电容电压均衡控制技术,确保在电能转换期间MMC具有良好的输出特性。再对MMC的并网控制方法进行分析,本文决定以矢量控制为基础,结合其优点设计出一种利用VSG技术控制MMC系统并网的策略。分别建立了 MMC系统和同步发电机系统数学模型,通过MMC系统与同步发电机系统结构参数以及运动方程的对比,推导出MMC系统和同步发电机系统之间的参数对应关系,得到了虚拟惯性参数和阻尼参数与MMC特有结构参数之间的关系,进而确定了 MMC并网系统主控制器中关键参数的优化方法,在有功-频率控制器中添加优化后的惯性参数和阻尼参数,无功-电压控制器中添加磁链反馈环路和无功微分补偿环节,并给出完整的虚拟同步发电机有功-频率控制器和无功-电压控制器,实现了基于虚拟同步发电机技术的MMC并网控制策略。基于MATLAB/Simulink平台,分别对矢量控制下和VSG技术控制下的MMC系统建立仿真模型。通过改变系统并网控制参数,比较了两种控制方式下系统输出电压、功率和频率特性,验证了所提的VSG控制方法,并分析了系统的稳定性。仿真结果表明本文设计的控制策略是正确的。