级联三电平中点钳位型换流器（cascaded neutral point clamped three-level converter,CNPC）相较于模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）、阀开关器件串联等拓扑结构,更加适用于小容量、中低电压的微网直流输电、海岛直流输电、边防哨所等应用场景。然而,由于级联三电平换流器这种特殊的拓扑结构存在着一些新的运行特性和控制方法,如级联模块之间的电压波动问题、送端交流故障的穿越、与微网互联后的控制模式柔性切换等。论文就适用于微网供电的LCC-CNPC混合直流供电系统开展研究,主要内容如下:首先,针对级联三电平换流器的运行特性,论文分析了 CNPC换流器在定有功/无功控制模式下其控制系统会导致整个换流器传输的有功功率偏离额定值运行,进而影响级联模块间的直流电压和中点电位平衡的问题机理;并在此基础上提出了定P/Q控制模式下的模块间/内电压波动抑制策略;最后在PSCAD/EMTDC电磁仿真平台上验证了该策略的有效性。然后,针对LCC-CNPC混合直流系统的送端交流故障,论文建立了送、受端的数学模型,在此基础上分析了 LCC-CNPC混合直流的运行特性,并设计了一种通过增大调制比、动态调节无功、合理的级联模块投退等一套控制策略来进行逆变侧降压的交流故障穿越策略;同时,对受端CNPC换流器的级联模块进行了改进,使得CNPC换流器能够进行级联模块间的快速投退,用来配合所提出的LCC-CNPC混合直流系统送端故障穿越策略;最后在PSCAD/EMTDC仿真平台建立了仿真模型,通过对比分析送端交流电压不同暂降程度的仿真结果,验证了论文所提策略可以穿越送端交流故障母线电压暂降较为严重的场合。最后,针对LCC-CNPC混合直流系统受端与微网的协调控制,论文建立了含高比例可再生能源的微网远距离直流输电框架,分析了在微网大扰动下混合直流系统受端换流器其控制模式柔性切换的方法,提出了一种在微网大扰动下的CNPC控制模式的柔性切换策略,并在PSCAD/EMTDC仿真平台进行了仿真验证,仿真表明论文所提策略相较于传统的控制模式柔性切换策略进一步减小了系统在控制模式切换过程中产生的暂态超调量,对受端微网产生的冲击与振荡更小。