目前,西电东送是我国电力资源传输的主要模式,直流输电可以通过架空线路在电力系统之间进行远距离电能输送。将LCC(换相型换流器)的大容量、技术成熟性与MMC(模块化多电平换流器)的灵活操控性结合可以满足西电东送中的多种需求,但实际运行中故障发生仍不可避免。本课题以LCC-MMC混合直流输电系统为基本拓扑,进行多种故障情况下的详细分析及策略研究。分析了LCC及MMC换流站的拓扑结构及工作原理,详细介绍了MMC各类子模块的结构及运行机理,推导并总结了两类换流站的数学模型。设计了LCC采用定直流电压控制策略,MMC采用定有功功率和定交流电压的控制策略。采用调制波注入三次谐波、设计环流抑制控制器的方法有效提升了波形质量及系统运行的稳定性,仿真波形验证了上述优化设计的可行性。结合上述控制策略,进行了系统稳态仿真模拟。上述基本信息为之后故障分析、控制策略研究等步骤提供了理论基础。设计了系统的启动策略及故障检测闭锁环节。启动策略采用自励方式首先由LCC端向MMC端进行充电,利用两段式充电法对桥臂电容进行预充电及交替充电。通过仿真,分析了系统在近LCC及MMC直流侧分别发生故障后的系统特性。该系统具有一定的抗故障能力,但在某些故障场合下仍需设计更为有效的故障处理方式。所以通过在MMC近直流侧加入二极管,结合半桥子模块的闭锁机制解决了上述需求。检测闭锁环节设计了一套可以检测故障发生后异常参数值的控制系统,该控制系统可以执行断开MMC换流站交流开关及闭锁所有IGBT的操作,仿真结果验证了该环节的可行性。对两种混合子模块的拓扑结构进行了详细分析,该结构可以在减少元器件使用数量的同时也可以进行直流故障穿越。通过对两类混合子模块进行了抑制直流故障的原理分析、控制策略设计及故障重启动的设计,使该混合直流输电系统在运行中可以自行处理故障,进行重启操作,大大提高了系统的运行稳定性。仿真结果验证了混合子模块拓扑结构的可行性。