高压直流输电技术（High Voltage Direct Current,HVDC）的迅猛发展,为远距离大容量电力传输和大规模可再生能源接入送出等问题提供了有效的解决途径。可是各直流线路电压等级不一致,无法形成真正意义上的直流电网。因此,类似传统交流变压器在交流电网中的作用,直流电网迫切需要高压大容量DC/DC变换器实现直流变压,以互联不同电压等级直流输电线路。另一方面,在极端天气条件下,降低直流运行电压是保护直流输电线路不被损坏的有效方式,因此需要直流变换器具有宽电压运行范围。此外,目前常采用直流断路器（DC Circuit Breaker,DCCB）来阻断直流故障,但由于其成本极高并且增加正常运行时的损耗,所以具有故障保护能力的高压大容量DC/DC变换器成为目前的研究热点。本文针对不同直流电压等级的要求,首先提出了容性能量转移（Capacitive Energy Transfer,CET）型Buck-Boost变换器,采用低成本、高可靠性的晶闸管和高可控性的半桥子模块,并详细分析其工作原理及参数设计,提出了适用的调制方法。其次,本文揭示了传统桥臂能量平衡控制相互耦合的机理,提出相间能量解耦控制策略,使得变换器三相桥臂之间的能量始终保持平衡且不会产生直流电流纹波。本文还设计了CET型Buck-Boost变换器的控制策略,特别是在升降压控制的基础上增加了变频控制。该控制策略不仅能够满足直流侧电压等级较宽范围变化,还能够随着功率减小而自适应地降低变换器运行频率,减小子模块等效开关频率,进而提高变换器效率。然后,本文针对直流电网阻抗低、无电流自然过零点的特点,对CET型BuckBoost变换器故障阻断方法展开了研究,避免安装直流断路器而增加的成本。最后,在150MW、300k V/200k V的仿真验证基础上,本文搭建了4.5k W、300V/450V的实验样机,对所提理论进行了有效地验证,相关结果有助于CET型Buck-Boost变换器这一新型直流变压器在柔性直流输电中的应用。