随着电力电子技术的提升,基于电压源型换流器（Voltage Sourced Converter,VSC）在越来越多领域等到了应用,其中模块化多电平变流器（Modular Multilevel Converter,MMC）凭借等效开关频率高、控制响应速度快、输出纹波小、拓展性强等优势在柔性直流输电领域得到了广泛的理论研究与实际工程应用。目前,研究与应用最频繁的是具有成本低、控制简单等优点的半桥型MMC（Half Bridge MMC,HBMMC）。但是HBMMC因为拓扑结构的原因,并不具备直流短路故障清除和直流电压反转的能力,所以无法仅凭换流器自身实现直流短路故障穿越、混合直流输电系统潮流控制和直流端降压运行等功能。故本文以具备直流短路故障穿越能力和混合直流输电系统潮流反转控制的全桥型MMC（Full Bridge MMC,FBMMC）为研究对象,围绕着FBMMC的拓扑、等效数学模型、运行特性、控制策略以及应用场景展开了如下研究:（1）对FBMMC的工作原理和运行特性展开了研究。介绍全桥子模块与全桥MMC的电路拓扑与工作原理,从直流侧与交流侧分别建立了等效数学模型。从能量传递的角度分析了FBMMC运行时的子模块电容电压波动与桥臂环流的产生原因及影响,并着重研究了直流电压对子模块电容电压波动和桥臂环流幅值的影响。（2）对FBMMC的子模块均压策略、环流抑制策略和载波移相调制策略展开了研究。设计了FBMMC子模块均压策略、基于二阶广义积分器和PR调节器的环流抑制策略和单极倍频载波移相（Carrier Phase Shifting Sinusoidal Pulse Width Modulation,CPS-SPWM）策略,推导了FBMMC桥臂电压电平数与调制比的关系,结合仿真对比了使用子模块均压策略、环流抑制策略前后FBMMC的输出效果和运行特性,验证了以上基本控制策略的必要性和有效性。（3）对适用于FBMMC的交直流解耦控制策略展开了研究。结合前文交流侧与直流侧等效数学模型的建立,提出了一种通过构建中间直流电压的方法实现桥臂交流电压与直流电压解耦的控制策略,在直流控制回路设计中分析了直流电压对直流电流闭环控制的影响,并提出通过引入前馈量的方法以消除此影响,在交流回路设计中提出了中间直流电压控制。结合仿真与实验验证了基于交直流解耦控制的FBMMC在直流供电及降压工况和交流并网工况下的有效性。（4）对混合直流输电系统潮流反转控制和柔性直流输电系统直流短路故障展开了研究。阐述了基于交直流解耦控制策略的FBMMC在上述场景中的控制目标及实现方法。结合仿真与实验验证了基于交直流解耦控制的FBMMC具备混合直流输电潮流反转控制与直流短路故障穿越的能力。