模块化多电平换流器(Module Multilevel Converter,MMC)具备输出波形质量高、开关损耗低、方便扩容等诸多优势,作为最具工程应用前景的新一代电压源换流器,愈来愈受到柔性直流输电领域的青睐。本文以基于MMC换流器的柔性直流输电系统(MMC-HVDC)作为研究对象,在分析MMC基本工作原理和运行特性的基础上,开展MMC-HVDC输电系统相关控制策略的研究。首先,分析了MMC拓扑结构、子模块工作方式和三相MMC的工作原理,建立了MMC在d-q同步旋转坐标下的数学模型。对比研究了多种调制策略的原理和特性,并选用最近电平逼近调制作为MMC-HVDC输电系统的调制方式。其次,分析了子模块电容电压的波动机理、传统电容电压均衡控制策略的应用效果及其可改进之处,确立了用于对比不同电容电压均衡控制策略优劣性的四个评价指标。为提高对瞬时电容电压值的排序效率,选用了具有线性时间复杂度的计数排序算法,提出了电容电压值等概率分段预处理方法。为降低MMC开关频率,分别提出了定阈值法和优先系数法电容电压均衡控制策略。结合以上控制策略和排序方法,实现了电容电压的快速均衡控制。更进一步地,设计了一种改进的冷备用冗余子模块电容电压控制策略。通过Matlab/Simulink仿真,验证了提出的控制策略有效可行。最后,研究了MMC-HVDC输电系统的三级控制结构,换流站级控制采用直接电流控制方式,设计了能够实现有功类和无功类独立控制的内、外双闭环控制系统。在阀组级控制层,分析了MMC相间环流机理,针对环流中二倍频分量含量高的特点,设计了二倍频环流抑制器。此外,通过在预充电阶段投入限流电阻,设计了MMC-HVDC输电系统自励启动控制策略。利用PSCAD/EMTDC搭建的双端有源MMC-HVDC输电系统仿真模型,验证了设计的控制策略的可行性。