近年来,高压大容量柔性直流输电技术的研究与应用取得了长足的进展。柔性直流输电系统具有较好的受控性,利用其快速调控性能对传输的功率进行调整,是提高复杂交直流混联系统稳定性的一种有效方法。为了利用柔性直流输电技术的功率快速调整提高交直流混联系统稳定性,需要分析模块化换流器柔性直流输电系统功率运行区间的影响因素,提高换流器快速功率控制的相应速度,设计交直流混联系统的紧急功率支援控制策略。本文建立基于模块化多电平换流器的柔性直流输电拓扑结构及数学模型,对其工作原理和运行特性进行分析,得到影响换流器功率运行区间的因素,进而对换流器进行优化控制以改善换流器运行特性,扩大其功率运行区间。设计直流输电换流器有功功率的快速控制方法,通过坐标变换将abc三相分量转换到dq旋转坐标系下,采用PID控制对内环电流的d、q轴分量进行控制,改进PID控制器参数使换流器内环电流控制环节的动态响应速度提升,从而使得换流器能够快速准确地对参考功率进行追踪,为柔性直流换流器实施紧急功率支援提供基础。采用静态扩展等面积法,分析柔性直流输电紧急功率支援的交直流并联电网暂态故障下的稳定性,结果表明紧急功率支援能够增强系统稳定性,并据此设计了交直流并联运行系统的紧急功率调控控制策略,提高了交流输电线路暂态故障后系统的稳定性。本文在分析基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统结构和数学模型的基础上,提出了扩大功率运行区间的方法,设计了基于PID控制的提高换流器快速功率调节性能控制方法,提出交直流并联系统紧急功率支援控制策略。基于PSCAD和RT-lab仿真平台建立了交直流并联输电仿真系统,并对设计的控制器性能和系统在暂态故障下的性能进行仿真测试。仿真结果表明,所设计的功率区间优化控制器、快速功率控制器具有优良的性能,紧急功率支援策略能够提高系统的暂态稳定性。