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柔性直流输电(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)是一种以电压源换流器和脉宽调制等技术为基础的新型直流输电技术。与传统高压直流输电相比,VSC-HVDC采用了全控型器件,实现了有功功率和无功功率的解耦,能够向弱交流系统甚至无源网络供电,不会发生换相失败,很适合应用于海上风电并网、分布式能源接入、交流系统互联、构造多端柔性直流(Voltage Source Converter based Multi-terminal Direct Current,VSC-MTDC)系统等领域,在国内外引起了广泛的关注。本文对多端柔性直流系统的电压协同控制策略、控制参数优化和优化运行进行了如下研究:在dq0旋转坐标系下建立了电压源换流器的数学模型,推导了VSC-HVDC的双闭环控制结构:外环根据所连接网络的不同选用不同的控制策略,内环采用前馈补偿的结构实现有功功率和无功功率的解耦。在VSC-HVDC控制策略的基础上,研究了VSC-MTDC适用的直流电压主从控制、直流电压偏差控制和直流电压斜率控制这三种多端系统的控制策略,对三种控制策略进行了对比,并设计了三种策略的控制器结构。提出了一种确定VSC-MTDC系统控制参数的方法,可以保证控制器对系统稳态和过渡过程进行准确、稳定的控制。首先以控制器外环控制量的稳态偏差最小为目标,确定各控制器控制参数的初始值,保证对系统稳态运行情况的控制能力;再根据系统过渡过程中控制特性区域的不同划分时间区间,构造了VSC-MTDC控制特性的评价指标,并以此为目标函数采用单纯型算法对控制参数的初始值进行了进一步的优化,最终得到控制参数的最优值。仿真验证表明本文提出的控制参数整定方法可以改善系统的控制精度和动态响应。提出了一种适用于VSC-MTDC的分层优化控制体系,可以在保证系统稳定运行的同时对系统运行的网损进行优化。其中控制体系的下层采用直流电压斜率控制策略,是控制体系的基础;上层通过采集各换流站的出力数据,以优化系统运行时的网损为目标,考虑系统功率平衡等约束条件,计算出系统的最优潮流,进而给下层的斜率控制器下发新的参考值,实现系统的最优网损运行。