随着分布式电源大规模接入电网,直流负荷的日益增长与电力电子技术的发展,基于模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）的柔性直流配电网凭借效率高、损耗小、灵活运行与可靠性高等优势,在未来的配电网中具有广阔的应用前景。直流电压的控制策略和故障保护技术是直流配电网稳定可靠运行的关键,其实现难度也随着多端直流配电网结构的复杂化逐渐提升。因此,本文以±10k V三端柔性直流配电网为研究对象,研究了基于MMC的多端直流配电网的电压控制策略以及直流侧极间短路和单极接地故障的特征与保护方法。首先,分析了MMC换流器的工作原理与数学模型,设计了换流器的内环与外环控制器,研究了电容电压均衡与调制策略的配合控制。对直流配电网电压控制进行了详细分析,结合电压裕度控制与电压下垂控制的优点,提出了改进的复合电压控制策略,在Matlab仿真软件中搭建了基于MMC的三端柔性直流配电网仿真模型,通过扰动实验验证了改进策略在传统电压裕度控制动态响应及调节特性方面的优化能力。其次,针对直流侧极间短路故障电流的特征进行了理论与仿真分析,结合相关电气量的变化特征,研究了在换流器控制层面实现故障电流抑制的方法,对考虑限流控制的故障电流进行了理论推导与仿真验证。以线路限流电感电压为信息量,分析了故障发生在保护范围以内和以外的差异,设计了基于限流控制的极间短路故障保护方法,通过仿真验证了该方法能在换流器不闭锁的情况下将故障线路迅速隔离。最后,针对直流侧单极接地故障电流暂态特征不明显的特点,利用故障线路与非故障线路正负极电流变化相关性的差异,设计了基于电流相关性的单极接地故障保护方法,通过仿真验证了该方法能可靠地进行故障区域的识别和故障选线,并且几乎不受故障位置与过渡电阻的影响。