随着电力技术的发展,通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用,同时为实现可再生能源的开发、输送和消纳,必须提高电网的灵活性和兼容性。在此背景下,智能电网成为电网发展的必然趋势,而基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)系统是构建智能电网的重要组成部分,因此,VSC-HVDC方面的研究具有重要的理论和现实意义。VSC-HVDC技术集输电容量大、可控性好、能进行动态无功补偿、能改善电能质量以及环境友好等优点于一身,是目前世界上公认的、具有巨大优越性的风电并网方式。而基于电压源换流器的多端高压直流输电系统(VSC-MTDC)是具有多个电压源换流器的VSC-HVDC系统,因此它不仅具有两端VSC-HVDC系统的特点,还能够用以解决多电源供电或多落点受电的输电问题,同时可以实现各换流站间功率的相互协调,能带来更大的经济性和灵活性。但是与两端VSC-HVDC系统相比,VSC-MTDC系统的协调控制及潮流变化更加复杂,因此,有必要对VSC-MTDC系统的协调控制策略及其模拟实验系统进行研究。本文首先建立了d-q同步旋转坐标系下三相两电平换流器的数学模型,通过增加解耦项可以实现解耦,有利于控制器的设计；随后本文给出了VSC-HVDC系统分层控制的基本原理,在换流站级控制中采用矢量控制,分别对矢量控制的内环电流控制器和外环电压控制器进行了设计,并在PSCAD/EMTDC中对其有效性进行了仿真验证。然后,针对现有的VSC-MTDC系统控制策略的不足,本文在传统直流电压-有功功率调节特性的基础上,对定有功功率控制特性曲线进行了改进,增加了斜率控制段和定直流电压控制段,同时在斜率控制与定直流电压控制的切换中引入滞环控制,进而提出基于改进直流电压-有功功率调节特性的VSC-MTDC系统协调控制策略,随后对换流站直流电压的计算进行了分析,并在PSCAD/EMTDC中对该控制策略进行了仿真验证。接着,本文对VSC-MTDC模拟实验系统的硬件和软件分别进行了设计。系统换流站的主电路以智能功率模块为核心,文中对其外围电路及电源电路进行了设计；系统的控制器选用DSP芯片TMS320F2812和FPGA芯片EP3C25Q240C8,每个控制器分别控制两个换流站；文中给出了系统的主要控制电路原理图,同时给出了相关系统软件,主要包括主程序、A/D采样子程序、控制中断子程序以及数字PI算法子程序。最后,在系统硬件和软件设计的基础上，建立了低压、小功率的VSC-MTDC模拟实验系统,并进行了系统实验,给出了部分实验波形,通过实验,验证了该模拟实验系统硬件和软件设计的有效性、可行性。