大规模新能源并网的快速发展给传统交流电网的运行控制带来了诸多技术挑战,近年来,多端直流输电和直流电网技术作为解决这些挑战的重要技术手段已成为学术界和工程界的关注热点。但目前,关于直流电网并无明确定义,直流电网的拓扑和运行控制研究仍处于探索阶段。本文立足于推进直流电网的工程应用,基于所提出的直流电网基准拓扑,提出了直流电网的功率平衡控制策略。论文首先研究了直流电网的结构特点和技术需求,提出了一种含直流-直流变换器的直流电网基准拓扑。然后,论文分别对基准拓扑各部分开展详细研究。针对四端环网VSC-MTDC系统,论文在分析了现有主从控制和下垂控制等控制策略优缺点的基础上,提出了一种双限幅功率协调控制器,仿真分析表明该控制器综合了主从控制正常工作时各换流站能精确控制其有功功率以及下垂控制在功率失衡或故障工况下能够维持系统稳定性的优点,并克服了两种常规控制的缺陷,能很好地应用于VSC-MTDC的控制。针对LCC-HVDC输电系统,论文对含DC-DC变换器的LCC-MTDC进行了详细研究,分析了引入DC-DC变换器对LCC-HVDC控制所带来的影响,并提出了一种本地式控制器和集中式控制器,仿真结果验证了控制器的有效性。最后,将对直流电网局部结构研究中提出的控制方法应用于直流电网的全局控制,提出了含DC-DC变换器的直流电网功率平衡控制策略。详细研究了系统启动、换流站丢失和直流故障工况下系统的控制方法。搭建了直流电网的电磁暂态模型并进行仿真验证,仿真结果证明了该控制策略可有效保障直流电网的灵活可靠运行。