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固态变压器是一种新型智能变压器，它将电气隔离、电压变换、无功补偿等功能集于一身，是对传统变压器和电力电子设备进行集成优化以提高电网设备智能化水平的关键设备。MMC则是一种采用标准化功率单元的新型多电平变换器，其子模块通过串联的形式连接在一起，使之能够应用于高压场合，并且拥有多电平输出能力。又因为其模块化的设计，相比现在广泛应用的其他类型的多电平变换器，具有更加方便的电压/功率扩展能力以及更加灵活的连接方式。若将其应用于固态变压器中，由于其结构上的特点，能大大降低固态变压器的制造成本，提高直流电压的质量。 本文首先讨论了固态变压器以及模块化多电平换流器的科研背景，分析比较了固态变压器几种常用拓扑结构的工作原理和优缺点;简单介绍了模块化多电平换流器的拓扑结构以及特点。同时阐述了两者在国内外的研究现状，特别是关于模块化多电平变换器的几个问题的研究状。 其次对SST的基本性能进行了数学建模，分析了其基本原理。详细介绍了模块化多电平换流器的基本原理，其中包括换流器的基本拓扑结构，基于其拓扑特性的工作原理;建立了数学模型分析其电流和电压的运行特性;并推导了子模块电容容值的选取计算原则。 之后深入研究了适用于模块化多电平换流器的多电平调制技术及其控制策略。详细分析了桥臂级和子模块级的电压平衡控制策略及其原理;推导其桥臂环流在正序等值网络及负序等值网络下的数学模型并建立了在正序及负序等值网络下的环流抑制控制器;建立在三相静止坐标系和同步旋转坐标系下的数学模型对其稳定性进行验证，同时推导、设计了基于状态反馈解耦的电流间接控制策略。 最后利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了将模块化多电平换流器应用于固态变压器中的MMC-SST系统仿真模型。通过设置合理的参数，对系统的稳态和动态性能以及子模块电容电压平衡控制情况进行了分析和说明，结果表明所设计的MMC-SST在不同工况下系统能够保持稳定，在实现电压变换功能的时候能同时保证不受负载侧功率的影响。