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直流电网是具有先进能源管理系统的智能、稳定的广域传输网络,运行方式灵活、供电可靠,特别适合于新能源发电的集中并网和远距离传输。但是,直流电网潮流分布的不合理将引发线路过载,导致直流电网低效率运行甚至带来严重的安全隐患。直流潮流控制器能够有效提升复杂直流电网的潮流自由度,解决部分线路潮流不可控问题,对直流电网运行的安全性、可靠性和经济性具有重要的意义。针对直流电网潮流控制度不足的问题,主要提出了一种基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的多端口直流潮流控制器的拓扑结构及其控制策略。首先,总结了现有直流潮流控制器(DC power flow controller,DCPFC)拓扑结构和控制效果的优缺点,详细分析了MMC及全桥型子模块的拓扑结构与工作原理,建立MMC在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,并在仿真平台中建立了三端直流电网。其次,作为多端口直流潮流控制器的基础,提出了基于MMC的双端口直流潮流控制器的拓扑结构并分析了工作原理,得出了直流线路串入电压与线路电流的关系,设计了数学模型与控制策略并在仿真平台对其进行验证。最后,针对传统DCPFC多为两端口,无法适应日益复杂的直流电网,本文提出了便于拓展的多端口直流潮流控制器的拓扑结构并详细阐述了工作原理,说明了根据直流电网结构确定所需端口数的方法。以三端口为例,详细介绍了多端口直流潮流控制器的工作原理、数学模型和控制策略,在仿真平台中搭建了舟山五端柔性直流输电系统并安装了三端口直流潮流控制器,对所提出的拓扑结构和控制策略进行了仿真验证。