模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)作为应用于柔性直流输电领域的新型拓扑结构，在提高电压等级和输送功率、降低运行损耗、减小输出电压谐波等方面具有明显技术优势。如何处理直流线路故障是模块化多电平换流器型直流输电(Modular Multilevel Converter Basd High Voltage Direct Current Transmission, MMC-HVDC)所面临的一个不可回避的问题。
　　根据故障电流切断位置差异，论文首先分析基于交流断路器、直流断路器和MMC子模块拓扑三种可能的故障抑制技术方案及其各自特点，并从直流故障抑制机理、控制复杂性、运行损耗等方面对具有直流故障自清除能力的各子模块拓扑和系统级拓扑进行总结与比较。
　　从切断故障电流角度考虑，论文利用双向可控开关对半桥拓扑进行改进设计，再将其与传统半桥结合构成混合双子模块拓扑(Hybrid Double Sub Module， HDSM)。针对该拓扑构成的模块化多电平换流器，论文从故障闭锁前后的MMC等值电路出发，分析其故障电流特性和直流故障抑制机理，并从投资成本和运行损耗两个角度，对所提拓扑与其他子模块拓扑的经济性进行比较。分析结果表明，所提拓扑可以实现对直流故障电流的阻断，且较其他自阻型子模块拓扑而言，能够降低单位电平成本与运行损耗。
　　针对HDSM构成的MMC-HVDC系统，论文利用所设计拓扑的负电平输出特性，设计HDSM-MMC在故障模式下的控制策略，以此实现对直流故障的非闭锁抑制。此外，针对所提拓扑在闭锁阶段和自励启动阶段子模块内部电容不均衡充电导致的电容电压不平衡问题，论文提出在闭锁后充电回路中串入平衡电阻的电容电压均衡方法，并设计HDSM-MMC系统的四阶段充电策略以实现系统的自励启动。
　　最后，论文在PSCAD/EMTDC中搭建两端仿真模型，对所提拓扑的直流故障抑制能力及相关控制策略的有效性进行仿真验证。