基于模块化多电平换流器的高压直流(MMC-HVDC)输电工程朝着高电压、大容量的方向发展，使桥臂需要级联的子模块不断增多，由此带来两方面的实际问题。一方面，换流器桥臂中的悬浮电容大量增加，显著提升电容电压均衡控制的难度，给换流器安全稳定运行带来挑战；另一方面，换流器中IGBT、二极管等开关器件成倍增加，大幅降低MMC-HVDC详细模型电磁暂态仿真的速度，给工程仿真调试带来不便。本文在全面梳理MMC拓扑结构、工作原理、数学模型和稳态控制系统的基础上，对MMC内部大规模电容电压均衡控制和混合型MMC电磁暂态快速仿真模型两方面的问题展开研究。
　　针对传统排序均压策略应用于高电平数MMC时存在计算量大、功率器件开关频率高等问题，提出一种基于子模块投入优先级的新型均压控制策略。该策略引入“电压容许分布带”来约束电容电压的波动范围，无需对子模块电压排序。分别将上一控制周期投入和切除子模块的电压值与分布带上下限比较，以确定各子模块在当前控制周期的投入优先级，并按优先级由高到低的顺序选择适量的子模块投入。接着分析各投入优先级间的子模块数量约束关系，给出电压离散度阈值上下限的确定依据，并讨论新型均压策略对混合型MMC的适应性。仿真结果表明，所提新型均压控制策略不论在稳态还是暂态过程，都能在保证较高电容电压一致性的同时显著降低换流器的开关损耗和均压控制的运算时间，而且能拓展应用到多种混合型MMC中。
　　针对交直流混联电网中半桥-全桥子模块混合型MMC详细模型电磁暂态仿真存在计算量大、耗费时间长等问题，提出一种基于子模块电容电量均分的混合型MMC快速仿真模型。首先依次分析半桥和全桥子模块在正常运行和闭锁状态的等效电路，并由半桥阀段和全桥阀段在不同状态下投入和闭锁的子模块数推导出半桥阀段和全桥阀段的全状态等效电路，将两阀段串联得到混合型MMC的快速仿真模型。然后在快速仿真模型基础上提出一种阀段间均压控制策略并引入三段式充电启动控制策略，以完善该模型的换流阀级控制。与详细模型进行对比仿真发现，所提混合型MMC快速仿真模型在充电启动、恒功率运行、故障及恢复过程等多种工况下均能达到较高的准确度，同时大幅降低电磁暂态仿真的实际运行时间，可应用于大规模交直流混联电网的电磁暂态仿真中。