轻型直流输电是近年来电力电子技术重要的研究和应用领域之一，模块化多电平换流器(MMC)所具有的诸多优点使其非常适宜于轻型直流输电系统，并受到了广泛关注。基于两电平电压源换流器(VSC)的轻型直流输电系统的设计相对成熟，有些设计思路与方法可以借鉴到基于MMC的轻型直流输电系统中。但是由于拓扑不同，模块化多电平换流器有着自身的特点。本文针对模块化多电平换流器与两电平VSC在主电路参数设计与控制器参数设计的不同，注重分析了适用于模块化多电平换流器的设计方法，主要研究内容如下：(1)研究了模块化多电平换流器的工作原理和最近电平逼近调制、载波移相调制方式，并分析了模块化多电平换流器的功率运行范围。(2)对模块化多电平换流器桥臂电流进行了详细分析，并研究了桥臂电流中不同分量对存储在模块化多电平换流器上下桥臂中能量的影响，进而基于桥臂电流建立了模块化多电平换流器的数学模型。(3)对模块化多电平换流器的主电路参数选取进行详细分析，其中研究了换流器交流侧电感，换流器桥臂电感以及子模块电容的取值范围。(4)研究了模块化多电平换流器的子模块电容均压控制策略和桥臂环流控制策略，并进行相应的仿真验证。(5)分析了适用于MMC的双环控制器的参数设计，研究了模块化多电平换流器整体控制系统的设计。并分别对模块化多电平换流器独立逆变和独立整流分别进行了仿真验证。