随着国内新能源并网、大电网互联等直流输电工程的陆续推进,直流输电系统的优化改进也成为了近年来的研究热点,其中,架空线路高发的短路故障作为危害直流系统稳定和可靠运行的最大隐患,是目前工程上亟需解决的重大问题。为解决这一问题,国内外学者相继提出了各种直流侧故障清除措施,其中直流断路器（DC circuit breaker,DCCB）凭借其可以灵活、可靠地清除直流故障逐渐得到越来越多的重视。本文的研究便是基于以上背景所展开。首先,本文对MMC柔性直流输电系统进行了建模分析,并在PSCAD/EMTDC中搭建四端仿真模型,仿真输出了稳态运行期间的电流电压波形,验证了模型的可行性和有效性。基于该仿真模型,对双极短路和单极接地短路两种直流短路故障的故障运行特性进行了仿真分析,为后续DCCB的设计奠定了基础。基于以上分析,本文提出了两种分散式DCCB拓扑结构。一种拓扑为考虑二次限流的直流断路器拓扑（Secondary current limiting hybrid DC circuit breaker,SCL-HDCCB）,该拓扑主断部分采用H桥型结构,并以预充电电容配合晶闸管完成不同功能支路间的换流过程,最终达到非故障侧与故障侧的电气隔离;并且该拓扑结构考虑到故障侧电感电流耗散问题,设计了接地支路,通过反向接地二极管以及故障点将线路电感与大地联通进行能量耗散,为快速重合闸创造了有利条件。另一拓扑为基于耦合负压电路的电容复用型直流断路器拓扑（Capacitor multiplexed DC circuit breaker,CM-DCCB）,通过耦合负压电路中耦合电感以及预充电电容配合晶闸管完成各支路间的换流以及故障限流功能,并设计反向晶闸管接地支路对故障隔离后的电感电流以及电容残压进行耗散,整体结构更为简单,功能更为全面。SCL-HDCCB和CM-DCCB两种拓扑的共同点在于均采用桥式双向通流结构,并利用直流系统与拓扑自身器件完成了电容的自充电过程,减少了开关器件用量,提升了经济性。文中首先对SCL-HDCCB和CM-DCCB的结构组成及工作原理做了详细介绍,之后对拓扑中关键器件参数以及开关开断时序进行了设计分析,最后通过搭建单端直流系统模型及四端直流系统模型对两种拓扑的开断性能进行了仿真分析以及方案对比,验证了两种结构的可行性和工程适用性。