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柔性直流输电以其运行灵活、绿色环保、经济可靠等优势业已成为我国电力系统的重要发展方向和电气工程领域的研究热点。模块化多电平换流器结构的柔性直流输电系统(Modular Multilevel Converter,MMC-HVDC)具有开关损耗低、谐波含量小、模块化易拓展等优点,在实际工程中得到普遍应用。本文主要研究了 MMC-HVDC系统的稳态控制策略、环流抑制与模块均压等关键问题。首先分析了MMC子模块及其构成的MMC-HVDC系统的电路结构及其工作原理,推导了MMC-HVDC系统的数学模型。HVDC送电端换流器和受电端换流器均采用双闭环结构,电压或功率外环采用PI控制,给出了PI参数的优化设计方法,电流内环采用无源性控制,给出了无源性控制器的实现结构和参数设计。模型预测控制(model predictive control,MPC)作为一种新型多目标优化控制策略,在电力电子变流器中逐渐得到应用。作为与无源性控制的对比,本文在电流内环引入模型预测控制,并对模型预测控制结合子模块排序进行改进,其第一步实现电流跟踪控制,第二步实现环流抑制。建立了无源性控制和模型预测控制两种方式下的MMC-HVDC系统的仿真模型,仿真结果表明,模型预测控制相比无源性控制具有电流跟踪效果好、交流侧电流谐波小等优势。针对相间环流问题,利用分步模型预测(substep model predictive control,SMPC)的第二步,得到一种基于模型预测控制的环流抑制方法,良好的环流抑制效果得到了仿真验证。提出了一种利用环流和交流侧电流直接求解调制波的控制方式,仿真验证该方法可同时实现内环电流跟踪控制和环流的有效抑制。利用模型预测环流抑制的控制原理,进一步做针对性的降频优化,有效降低了子模块的开关动作频率。为减小传统模块电压排序的计算量,说明了分组排序的设计原理,对完全分组的排序触发方式提出改进并完成了仿真验证。建立了一套20kVA的MMC-HVDC实验装置,完成了基本功能调试,编制了相应的实验程序。以单相逆变实验验证了软件程序设计的正确性和模块的良好运行特性,利用无源性控制实现了MMC-HVDC送电端定直流电压和定无功功率以及动态均压的控制功能。