随着电力工业的发展,全控型半导体器件被越来越多地应用到电力的传输、分配、电能质量的提高等领域之中,基于全控型半导体器件的电压源换流器(VSC)技术以及其在高压直流输电(HVDC)领域中的应用得以飞速发展。柔性直流输电技术具有以下优点：可以独立控制有功和无功功率；能够向无源网络供电；在潮流反转时仅需调整直流电流方向,从而更加适用于构建多端网络等。多端柔性直流输电(VSC-MTDC)技术是指使用到多个电压源换流器的柔性直流输电技术,其不仅具有两端系统的所有特性,同时还可以用于构建多个送电端、多个受电端的直流输电网络。由于VSC-MTDC系统在新能源并网、构建城市输配电网领域的独特优势。多端柔性直流输电系统相比于两端系统而言拥有更高的灵活性和实用性,适用领域更加宽广,但与此同时,多端柔性直流输电系统在控制器设计以及控制策略选择上更为复杂,因此设计和选择合适的控制策略是构建多端直流系统的关键所在。目前已有的研究成果多停留在数字仿真阶段,而多端柔性直流输电是一个复杂的非线性、多变量的系统,因此有必要建立一个动态模拟实验平台对多端柔性直流输电系统进行实验研究,以反映其在实际运行环境中的运行特性。本文首先简要介绍了国内外柔性直流输电技术的研究与发展现状,分析了电压源换流器的主要拓扑结构与运行原理,在不同坐标系下的数学模型与解耦控制方法；随后,基于分层控制的原理,结合矢量控制策略,对系统控制方式和主电路系统参数进行设计和选择,在PSACD/EMTDC中搭建仿真模型,对其控制方式的有效性和可行性进行仿真验证。然后,针对现阶段多端柔性直流输电系统在直流故障闭锁中存在的不足,分析了不同结构的多电平换流器(MMC)在发生直流故障时短路电流的情况,提出了一种改进的MMC拓扑结构,基于错位层叠理论和换流器闭锁直流故障的原理,设计了一种适用于多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统的混合型MMC拓扑结构,并结合VSC-MTDC系统直流故障时的处理原则详细说明了实现故障线路切除、非故障线路恢复的过程。接着,本文分别对多端柔性直流输电动态模拟系统进行了硬件电路设计和主要程序编写过程的介绍。基于PM10CSJ060三菱IPM模块,并以TMS320F2812定点型DSP控制器为控制核心,建立多端柔性直流输电系统等比例动态模拟实验平台。文中对其主电路以及外围电路参数与器件的选择进行分析,给出了系统主电路的原理图,以及相关系统程序的实现方法。最后,本文以此设计为基础,在实验室环境下采购相关器件并搭建了一个低电压、低功率的多端柔性直流输电系统动态模拟实验平台,设计了一套风电光伏并网逆变设备,并将其接入所搭建的实验平台之中,进行了典型的运行实验,给出了示波器波形图与相关的结果分析,通过实验验证了所建立的实验平台运行效果以及控制方式的有效性和可行性。