阻抗分析方法是研究MMC柔性直流输电系统(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)系统振荡问题的重要手段,其关键在于建立频域下的MMC小信号模型。MMC小信号模型建立方法有谐波状态空间法(harmonic state space,HSS)、多谐波线性化。面对具体频段的系统稳定性问题时,为研究影响系统稳定性的关键运行参数,在保证精确度的前提下,可忽略部分控制环节以简化模型。文献[3]忽略了环流抑制环节,建立采用有功功率和直流电压控制外环的MMC直流侧简化模型,并验证了模型的准确性。文献[4]建立了MMC直流侧阻抗模型,发现交流电流环节、环流抑制环节以及直流电压外环对于系统高频稳定性影响较低。文献[5]进一步研究了MMC的控制环节对于直流阻抗的影响,得出交流电流环节以及环流抑制环节的比例系数影响直流阻抗的谐振,直流电压控制环节影响MMC直流阻抗的低频段,而控制环节中的积分环节对直流阻抗的影响作用可以忽略。2016年,Jian Sun教授提出多谐波线性化的方法,并应用到MMC交流侧阻抗建模中,研究了锁相环、环流抑制环节、电流内环对阻抗特性的影响,该方法考虑MMC桥臂的各次稳态谐波的影响,并得到进一步拓展。文献[8]应用该方法建立MMC直流侧阻抗模型,并考虑了直流电压外环控制对于MMC直流阻抗的影响,指出直流电压控制对于直流侧阻抗低频段的影响较大。文献[9–10]采用多谐波线性化的方法研究电压前馈对于MMC阻抗的影响,发现电压前馈环节对于MMC阻抗高频段的影响格外显著,会大大增加MMC阻抗在高频段的负阻尼特性,增加MMC并网系统在高频段的失稳风险。综合已有文献,大多是对于单端MMC进行阻抗建模,不利于对MMC-HVDC系统的谐波传递机理以及振荡问题进行整体分析。鉴于此,本文基于多谐波线性化方法,提出了MMC-HVDC系统中高频段的阻抗建模方法。首先,建立了系统的时域稳态模型。其次,采用多谐波线性化的原理推导出考虑控制环节的送端、受端MMC小信号模型。然后,结合MMC直流侧和交流侧的阻抗模型,建立整个MMC-HVDC系统的阻抗模型。最后,基于MATLAB/Simulink建立MMC交流侧和直流侧时域仿真模型以及MMC-HVDC系统时域仿真模型,验证所建模型的准确性,为进一步研究MMC-HVDC系统的振荡稳定性以及谐波传递机理提供模型支撑。