目前，柔性直流输电技术与FACTS术在大规模可再生能源并网和智能电网建设中发挥着举足轻重的作用。模块化多电平换流器（MMC）技术是柔性直流输电技术发展史上的重要里程碑，不仅提高了柔性直流输电工程的运行效益，而且促进了柔性直流输电技术的发展及其工程推广应用。突破高压大容量MMC-HVDC关键技术，需要研究高效的新调制技术与控制方案。本文主要研究MMC的动态行为及其附加控制，并在PSCAD/EMTDC中，建立11电平双端MMC-HVDC系统模型以及实现其控制策略。本文内容组织如下：首先研究了两种MMC的电磁暂态仿真建模方法：基于详细IGBT的模型和基于戴维南等效电路的模型，并在PSCAD/EMTDC环境中建立11电平双端MMC-HVDC系统，对比了两种模型在稳态与故障条件下的仿真精度与效率。其次，推导了桥臂能量波动表达式，用于估计子模块电容电压波动；分析了桥臂电容最低储能要求和换流器的功率运行域约束条件，用于子模块电容参数设计；提出了基于Max-Min函数的电容电压平衡算法，能够显著降低子模块开关频率及提高计算效率；基于MMC的平均值模型进行桥臂电压电流谐波交互影响机理分析，给出2次环流幅值计算公式，以及设计环流抑制器抑制2次环流。最后，在MMC-HVDC仿真系统中对上述理论分析结果进行验证。