将电网换相换流器和电压源型换流器通过不同的接线方式和拓扑形式进行组合,形成混合直流输电系统,结合了常规直流输电与柔性直流输电技术的优势,在大规模新能源发电并网、广域资源的优化利用以及现有直流输电系统运行稳定性的改善提升等场景下,具有重要的应用价值。由于电网换相换流站与电压源型换流站的换流机理存在较大差异,故障特征存在本质区别,故障在混合直流输电系统的传播蔓延将会进一步加剧故障下交互影响的复杂性。因此,研究混合直流输电系统的故障特征,并提出适用的故障保护策略,对直流输电系统的发展具有重要意义。本文主要围绕混合直流输电系统的控制保护技术展开研究。首先,阐述了课题研究背景,对混合直流输电系统的拓扑结构及控制保护策略的国内外研究现状进行了总结与分析。其次,基于我国西电东送工程中潮流方向单一的特点,本文以LCC-MMC-HVDC端对端型混合直流输电拓扑为主要研究对象。对混合直流输电系统的基本原理进行研究,包括换流单元及系统接线方式,在数学模型分析的基础上,展开基本控制策略的研究,基本控制策略主要包括换流器协调控制策略、MMC阀级调制策略及桥臂环流抑制策略。在故障控制保护技术方面,本文研究的故障类型包括送端交流侧故障、受端交流侧故障和直流侧故障。针对送端交流侧故障导致的功率输送水平下降甚至中断的问题,送端交流侧不平衡故障引起的直流侧电压二倍频波动及逆变侧并网电流畸变的问题,提出一种集功率续传控制、三次谐波注入调节及直流电压波动抑制为一体的综合控制策略,从而改善系统的运行特性。针对电气强度较弱的受端交流侧故障导致的两侧输送功率不平衡及直流电压异常升高的问题,受端交流侧不平衡故障引起的电流畸变、有功及无功功率二倍频波动的问题,分别提出基于LCC主动调节的功率平衡控制策略和采用正负序双环电流控制策略,降低故障对混合直流输电系统的影响。针对传统半桥型子模块结构无法实现直流侧故障自清除的不足,提出一种基于逆阻型IGBT和并联晶闸管的电流转移型子模块拓扑结构,在有效保证开关器件安全的同时,能够实现直流侧故障的自清除。对电流转移型子模块的工作原理及附加投资成本进行分析,针对基于新型子模块结构的MMC换流器,提出相应的故障控制保护策略与重启控制策略。