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柔性直流输电系统具有有功无功独立控制、不需要额外无功支撑、远距离输电经济性好、控制迅速灵敏等优点。因此，柔性直流输电技术在交流电网互联、孤岛供电、远距离大容量输电等场合具有广阔的应用前景。目前柔性直流输电工程中广泛采用电缆输电，使得工程建设成本高，这是当前制约柔性直流输电发展的最主要原因之一。而架空线柔性直流输电技术能够有效的解决这一困境，但是面临许多关键问题有待解决:直流线路故障难以快速清除、输电容量难与传统直流输电相比、主接线方式和接地方式选择原则还没有定论等。本文对适用于架空线柔性直流输电的换流器拓扑进行了深入研究。 论文主要工作包括以下几个方面: 一、研究适用于架空线场合的换流器拓扑结构及运行特性，总结分析现有的架空线柔性直流输电子单元拓扑结构，提出两种具备直流故障隔离能力的子单元拓扑结构，对由不同子单元拓扑构成的换流器的子单元数量、IGBT数量、二极管数量、电容数量和运行总损耗进行计算分析和综合对比。 二、研究建立架空线柔性直流输电系统的小信号模型;研究基于戴维南等效的架空线柔性直流输电拓扑电磁暂态提速模型，在仿真平台进行了模型搭建，并且验证了该提速模型的仿真精度，测试了不同电平数下提速模型的提速效率。 三、搭建了架空线柔性直流输电拓扑的硬件实验平台，设计使用一种新型硬件电路，通过灵活调整子模块板卡的结构，构成半桥子模块、全桥子模块和一种新型子模块结构三种不同的架空线柔性直流输电拓扑结构，对架空线柔性直流输直流输电拓扑结构进行了实验研究。