近年来,随着可再生新能源的不断发展以及大规模的直流负荷接入电网,直流电网技术逐渐成为国内外广泛关注的热点之一。在直流电网中,直流变压器（DCT）承担着电压变换、电能传输以及互联组网的作用。随着模块化多电平换流器（MMC）技术在直流变换领域的发展,MMC型DCT凭借着耐压能力强、可靠性高等优势,在直流电网中有着良好的应用前景。目前,无论是高压输电网还是低压配电网通常包括单极接线结构和双极接线结构,相较于单极接线结构的直流电网,双极接线结构的直流电网具备更高的供电可靠性。现有的MMC型DCT通常适用在单极接线结构的直流电网中,本文针对单极接线结构的直流电网和双极接线结构的直流电网之间的功率传递,提出了中低压配用电系统和高压输电系统两种场景下的双极性输出MMC型DCT拓扑,以及相应的控制技术,主要的研究内容如下:（1）推导了MMC型DCT的功率传输及控制模型。分析了采用方波调制策略的MMC型DCT内部功率传递,并阐述其桥臂内子模块电容电压自平衡的机制。给出了一种采用准方波调制策略的MMC型DCT的桥臂内子模块电容电压自适应平衡控制算法,建立了MMCHB型DCT的仿真模型,验证了子模块电容电压自适应平衡控制算法的有效性。（2）提出一种适用于中低压直流配用电系统场景下的双极性输出MMC-HB型DCT拓扑和控制策略。分析了双极性输出MMC-HB型DCT低压侧正、负极端口电压自平衡的机理,基于工作模态分解和瞬时电流计算,分析了采用准方波调制策略的双极性输出MMCHB型DCT的功率传输特性;研究了低压侧开关器件的电流应力并设计了关键器件的参数;针对低压侧主回路器件的杂散电阻引起的正、负极端口电压差异,提出了基于调节开关器件占空比的正、负极端口均压控制策略。基于双极性输出MMC-HB型DCT的仿真模型,验证了整体控制策略的有效性。（3）提出一种适用于高压直流输电系统场景下的双极性输出MMC-MMC型DCT拓扑和控制策略。基于系统的工作模态分解和瞬时电流计算,给出了采用准方波调制策略的双极性输出MMC-MMC型DCT的功率传输表达式;推导了双极性输出MMC-MMC型DCT的小信号数学模型,并基于小信号数学模型以及控制系统的稳定性要求,设计了电网互联场景下的定功率控制模式和新能源汇集场景下的定电压控制模式以及相应控制器的参数;分析了双极性输出MMCMMC型DCT在断线故障运行工况下的电气特性,提出一种桥臂间移相调制策略,实现了在双极性输出MMC-MMC型DCT的一次交流侧主动注入直流电流来抑制隔离变压器的直流偏磁现象。建立了双极性输出MMC-MMC型DCT的仿真模型,验证了两种控制模式以及断线故障运行工况的容错运行方案的有效性。