基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流输电(high-voltage direct current,HVDC)是一种新型的输电技术,它的优点主要表现为谐波畸变可能性小,开关损耗低,模块化程度高等方面。然而,对于传统半桥型MMC结构,在直流侧发生故障时,该模型并不具备阻断直流故障电流的能力,这将导致系统在运行安全性和稳定性大幅降低。所以,如何高效处理MMC-HVDC直流侧故障成为直流电网工程应用亟待解决的一大关键性问题。改进传统半桥型MMC的拓扑结构,是实现直流故障阻断和清除的有效方法。简单从MMC的基本拓扑结构入手,深入探究其基本工作原理,为实现MMC-HVDC拓扑改进和直流侧故障电流阻断提供了重要的理论支撑。分别设置MMC-HVDC系统直流侧单极接地故障和双极性短路故障,推导不同故障下MMC闭锁前、后以及交流断路器断开后的故障电流表达式。并通过基于RT-LAB的双端系统模型,验证所推导的理论故障电流模型的正确性。为进一步改善系统阻断故障电流做出了铺垫。为解决传统MMC系统无法遏制故障电流这一现实问题,在电流转移型MMC(Current-transferring MMC,CT-MMC)的基础上,对其桥臂转移支路进行了改进,提出一种具有直流故障清除能力的主动接地式MMC(active-grounded MMC,AG-MMC)拓扑。当MMC直流侧发生双极短路时,AG-MMC能够通过其断流支路实现断路器和直流线路的有效隔离,再通过电流转移支路和能量吸收支路消耗故障电流,实现故障的快速清除。相较于传统MMC结构,所提出的AG-MMC拓扑增加的器件成本相对较低,通态损耗较小,在经济性和实用性方面具有较强的竞争力。最后,利用RT-LAB OP5607软件搭建双端和四端MMC仿真模型,对所提出的主动接地式MMC的经济性和实用性进行了对比验证。