在能源互联的背景下,远距离大功率多端柔性直流输电将实现能源的时差互补、季节互补及地域互补,在提高新能源渗透率的同时,能有效解决太阳能、风能发电所存在的间歇性与随机性,充分发挥可再生能源的潜能。其中,直流输配电网的工程化应用关键技术之一就是直流断路器的研发。直流的不易息弧,一直是直流断路器研究的难点,随着新能源的大规模开发与远距离输送,需要直流断路器在降低自身运行损耗的情况下进一步提高其开断电流的能力;由于直流系统的阻尼比交流系统的阻尼低,直流故障时故障电流上升速度快,因此需要快速断开故障线路,为此需要直流断路器具有快速开断能力,对其机械开关开断速度提出了更高的要求。针对目前混合直流断路器存在的成本高、占地面积大、控制复杂、通态损耗大、基于电弧电压关断的电压等级低的问题,提出了两种新的拓扑结构:基于低压电容器抑制起弧的高压混合直流断路器、二次换流式高压混合直流断路器,两种拓扑结构是基于目前的强迫换流式混合直流断路器进行改进,基于电容两端的电压不能突变,来抑制机械开关断开初期起弧;第一种是以机械开关与电容器组两者并联,代替电力电子模块的强迫换流,其导通损耗低、控制简单、开断速度快;第二种是以电力电子模块与机械开关、电容器组三者并联,代替电力电子模块的强迫换流,相对于第一种开断能力更强、成本更低,但在开断时间上有所增加。本文对所提的两种拓扑结构所涉及的关键技术进行了介绍,并对拓扑结构的优缺点进行了对比分析;针对基于低压电容器抑制起弧的高压混合直流断路器拓扑提出了差动控制与联动控制两种控制策略,针对二次换流式高压混合直流断路器拓扑提出了预关断控制策略;并对电容器组并联机械开关抑制分断起弧进行了数学理论分析,在此基础上利用PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的基于低压电容器抑制起弧的混合直流断路器与二次换流式高压混合直流断路器进行了仿真验证,验证了所提拓扑结构的可行性,体现了所提拓扑结构的特点。