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为适应低碳经济社会发展需求，解决我国能源分布和资源需求呈逆向分布，特高压交直流输电在我国得到大力发展，而模块化多电平换流器高压直流输电(MMC-HVDC)是目前高压直流输电的主流拓扑方式，未来将在高压直流输电得到更多的应用。而电容电压的不平衡会导致子模块不均压，与环流的抑制一直是模块化多电平换流器(MMC)拓扑研究中很重要的两点，也是制约其发展的瓶颈。 本文首先分析了模块化多电平换流器的基本运行原理，得到MMC-HVDC在abc三相系统下的等效数学模型，分别利用了dq坐标变换以及αβ坐标变换，得到了dq坐标系下的等效数学模型和αβ坐标系下的等效数学模型。 将准PR控制运用到MMC双闭环控制中内部电流控制，在有功、无功解耦独立控制的基础上，实现了MMC输出电流对参考信号的快速、无差跟踪，从而达到更好的控制性能。首先给出了准PR控制器的设计原理和控制框图，并利用波特图比较，对其中几个关键参数进行详细设计说明，并在PSCAD/EMTDC平台下搭建相应的系统模型，并对比PI控制，两者仿真结果的差异，表明所设计的准PR控制器在MMC-HVDC系统的应用比PI控制响应速度更迅速，实现对参考值电流的无差跟踪，验证了准PR控制在MMC-HVDC系统的可行性和有效性。 分析了模块化多电平换流器相间环流的产生机理和数学模型，利用环流为二倍基频的特点，给出了准PR环流抑制的原理和设计框图，仿真验证其可以实现对环流的有效跟踪抑制，且相比PI抑制环流效果更好。 分析了模块间电压不均衡的原因，对传统排序进行了原理说明和仿真验证，提出一种分区归类均压方法，详细介绍了均压原理并给出了程序流程框图，最后仿真验证其在保证模块电压有效收敛的前提下，相对传统排序能有效降低程序计算量并且可以适当降低子模块的开关动作频率。 针对MMC实际大规模系统运行时容易出现单个子模块故障的特点，为了维持电压平衡，分析得到在几种冗余运行方案中，只切除故障模块后通过控制方案的适当调整，保证系统持续运行的热备用不对称运行方案，为模块化多电平换流器模块故障的最佳冗余运行方案，对该控制方案从能量的角度进行理论分析，最后仿真验证了子模块容错控制的有效性，其可以在个别模块故障的情况下，保证电压平衡，使系统持续稳定运行。