目前针对分布式潮流控制器的研究,采用的都是两电平或者三电平电压源换流器拓扑。而模块化多电平换流器具有交流输出谐波含量低、易于模块化、便于扩展系统容量和投入工业化生产、可靠性高等优点,相比于传统的两电平或者三电平电压源换流器,在高电压、大容量柔性交、直流输电的实际工程应用领域具有明显的优势。因此为适用于高电压、大容量的输电领域,将模块化多电平换流器技术引入分布式潮流控制器的并联侧,提出了基于模块化多电平变流器换流器的分布式潮流控制器的拓扑结构。本文从各种参考文献入手,在总结前人所进行的工作的基础上,对基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器这一新型柔性交流输电技术,根据其拓扑结构特点,从其等效数学模型和多时间尺度数学模型两个方面展开研究工作,进行了如下几项工作:(1)本文在总结了国内外有关分布式潮流控制器和基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器研究现状的基础上,对基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器数学模型、详细模型、控制方法三个主要研究方向进行了详细介绍。然后介绍了该装置的拓扑结构和基本工作原理,分析了当其接入电力系统时的潮流控制能力。(2)本文根据基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器的拓扑结构和基本工作原理,利用模块化多电平换流器平均值模型和等效电压源对该装置建立等效数学模型。然后根据该装置的控制目标设计了合适的控制策略。最后在ADPSS仿真平台上完成了对该装置的等效数学模型建模,通过仿真试验,反映了该装置的动静态特性以及其对系统潮流的调控功能,验证了所建等效数学模型的有效性和正确性。(3)本文以奇异摄动理论为基础,介绍了基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器多时间尺度模型的建立方法,即根据该装置的拓扑结构,通过引入模块化多电平换流器开关周期平均模型和开关函数的概念,分别建立该装置并联侧和串联侧变流器的五阶动态数学模型。然后通过对该装置的动态数学模型进行多时间尺度分析,确定系统中的快状态变量和慢状态变量,建立了基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器多时间尺度模型。最后以固定慢变量直流侧电压方程,仅从快变量交流侧动态电流方程设计控制器的角度,设计了相应的控制策略。(4)本文基于PSCAD/EMTDC仿真平台建立了安装有基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器多时间尺度模型的仿真试验系统,并且从该系统的稳态和暂态两个方面,进行了仿真分析研究。通过仿真试验,验证了本文提出的基于模块化多电平换流器的分布式潮流控制器多时间尺度模型及其控制策略的有效性和正确性。