发展可再生能源已成为全球能源转型及实现应对气候变化目标的重大战略举措。全球能源转型的基本趋势是实现化石能源体系向低碳能源体系的转变,最终进入以可再生能源为主的可持续能源时代。就我国而言,国内电网相对成熟,但对于大规模新能源的接纳接入电网还存在一定困难,也无法满足大规模新能源功率的传输。柔性直流输电以其运行控制灵活、智能化程度高受到重视,能提升电力系统稳定性,增强系统对清洁能源的消纳能力,提高配电网可靠性和灵活性,其在新能源并网、电网互联、孤岛送电以及大城市中心供电等领域得到了广泛的应用。目前,国内外已经投运了多个两端以及多端柔性直流输电工程。同时,直流断路器的研发成功使建设直流电网成为可能。本文首先研究了基于MMC的柔性直流系统的模型,包括其拓扑结构、交流系统、直流系统、控制系统、调制策略。其中,直流系统基本控制包括了外环控制、内环电流控制和电容电压平衡控制等。控制系统还包括系统的环流抑制和启动控制。本文基于工程实际的各项参数,在电力系统仿真程序PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建详细的柔性直流输电系统模型,包括交直流系统建模、控制系统和调制策略功能实现。建立了基于戴维南等效的MMC快速仿真模型,将单个桥臂上的数百个子模块简化等效为上下桥臂两个元件,极大地降低了电磁暂态计算过程中待求解方程的阶数,从而显著地提升了仿真速度。在所建柔性直流输电系统模型的基础上,开展了系统仿真分析。实现了 MMC型柔直系统在众多工况下的仿真,系统故障类型根据换流站内发生故障的位置不同分为换流变压器网侧交流故障、换流变压器阀侧交流故障和直流故障。其中直流故障又分为直流线路发生单极接地短路故障、直流线路极间短路故障和平波电抗器阀侧接地短路故障。分析上述故障引起的系统操作过电压水平及配合相应避雷器承受的能量,计算结果为换流站相关设备选型、试验提供依据。最后,对直流线路装设直流断路器,当直流线路侧发生短路故障,故障侧换流器直流输出端口出现直流过电压,并提出相应的抑制措施,这种过电压现象只会发生在装设了直流断路器的直流电网中,对其研究具有工程参考价值。。