模块化多电平换流器（MMC）具有耐压等级高、输送容量大、高频谐波含量低等优点,被广泛应用于柔性直流输电、交流柔性控制及直流配电网等场景中。MMC在结构上由大量子模块（SM）级联而成,SM故障是MMC常见的故障之一,通过设置SM故障容错控制策略,能够有效地降低SM故障对MMC运行的影响。本文基于MMC设计了冗余容错控制策略、无冗余容错控制策略、以及MMC单相电压控制系统和环流抑制系统,具体包括以下内容。在冗余容错控制策略设计中,首先分析了冗余子模块不同备用方式下,冗余容错控制的复杂度与MMC的功率损耗。然后,改进了冷热混合备用容错策略,避免了热备用子模块投入运行前的充电过程,以及故障相奇次环流的产生。其次,为减小冷备用子模块充电过程对MMC运行的影响,基于最近电平逼近调制（NLM）原理,提出了一种MMC冷备用子模块充电控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了三相MMC模型,仿真结果表明,本文改进的混合备用容错策略能够有效减缓容错过渡过程的波动,验证了本文提出的容错控制策略的有效性和可行性。当MMC桥臂无冗余子模块时,SM故障将导致故障相输出电压能力降低,进而导致MMC输出线电压不平衡。在无冗余容错控制策略设计中,为恢复故障后MMC输出线电压平衡,提高非故障桥臂子模块利用率,本文基于中性点转移（NT）与直流分量注入（DCCI）控制,提出了 NT+DCCI无冗余容错控制策略。该容错策略首先通过中性点转移控制,调整三相电压相角,确保输出线电压的平衡。然后,提出了三段式最优直流分量注入幅值计算方法,能够进一步提高非故障桥臂子模块利用率以及输出线电压幅值。最后,在PSCAD/EMTDC平台搭建了仿真模型,验证了 NT+DCCI容错控制的线电压恢复能力。当无冗余MMC采用NT+DCCI容错控制时,MMC输出三相电压将出现不对称情况,为实现对MMC交流电压的控制以及环流谐波的抑制,本文基于重复控制,提出了改进型电压控制系统与环流谐波抑制系统。通过重复控制并联快速响应通道,能有效提高控制系统的响应速度。此外,通过在改进型电压控制系统中增加电流内环控制,提高了负荷变化时控制系统的响应速度。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台搭建仿真模型,验证了改进型电压控制系统和环流抑制系统的稳定性和可行性。