模块化多电平换流器(Module Multilevel Converter,MMC)由于其输出电压质量高、谐波含量少、开关频率较低及损耗小等特点,近年来在柔性直流输电工程领域得到广泛应用。鉴于国内外目前对基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(MMC-HVDC)在故障特性及其保护策略方面研究甚少。因此,本文主要针对MMC-HVDC系统的控制策略、不同故障下的特性进行深入的理论研究分析,然后提出相应的保护策略,并进行仿真验证,结果证明了保护控制策略的可靠性。本文结构如下:首先,研究了MMC-HVDC的工作原理,主要针对MMC换流器拓扑结构以及其工作机理、MMC换流器调制原理以及MMC-HVDC换流站控制策略进行介绍分析,为MMC-HVDC系统PSCAD/EMTDC建模、故障特性分析以及相应保护控制策略提供理论基础与依据。其次,在仿真平台PSCAD/EMTDC上对MMC-HVDC进行建模,针对建模中的启动环节控制、MMC内部环流削弱控制、直流电压平衡控制及矢量控制进行仿真验证,仿真结果表明搭建模型控制环节的可靠性。最后,针对MMC-HVDC仿真模型中子模块故障、直流母线双极短路故障、交流母线三相短路接地故障以及风电场并网的MMC-MTDC交流系统不对称故障进行仿真,然后针对不同故障提供相应的保护策略进行仿真验证,仿真结果证明保护策略的可行性。