本文主要研究了基于电压源换流器的城市直流配电网。由于可以独立快速的控制电压源换流器输出的电压幅值和相角，基于VSC的直流系统具有良好的控制性能，而且潮流控制方便、灵活，使得城市输配电应用领域成为直流技术研究的主要方向之一。现有的城市配电网存在着许多技术和实际的问题，以致于电能质量和系统安全稳定性难以得到保证，无法满足城市规划和环境保护的需求。随着智能电网技术的发展应用，基于交流技术的配电网难以满足分布式、小型化电源接入配网的要求。研究基于VSC的直流配电网，解决城市配电网存在的问题，推动配电网向着环保高效的智能电网发展，具有重要的研究价值。文章首先研究了直流配电系统在城市配网应用的技术优势和应用前景，并对城市电网的改造发展进行分析。通过分析配电系统面临的客观和技术上的问题，结合智能电网发展的需要，可知直流配电网满足城市发展和环境保护的需要，符合电网智能化的发展要求，可以提高配电系统的安全性和用户的电能质量。在分布式电源广泛接入后，系统控制灵活方便，运行效率得到了提高。因此，直流配电系统是适合当前和未来城市配电系统发展的理想的解决方案。然而，现有的城市配电系统以交流技术为基础，为了降低成本和积累技术和经验，研究将基于VSC的直流系统植入城市配电网中，以此作为城市电网改造的第一步。在此基础上，文章分析交直流混合城市输配电网和未来中压直流配网的网架结构。其次，直流配电技术的优势在于直流系统对换流站潮流具有良好的控制性能，因此对直流配电系统的控制是本文研究工作的中心。本文将城市直流配电网控制体系分成三个层次：直流系统调度级、换流站级和换流阀级控制。直流系统调度级控制主要职能是协调控制直流网络内换流站的启停和运行参考值、运行方式，优化直流网络的潮流分布。在系统调度级，本文采用了主从式控制方式，直流系统可以在运行状态改变的情况下维持系统的功率平衡，保证系统稳态运行。换流站级控制职能是根据上层控制整定的潮流、电压、频率等运行参数，控制站内换流器的工作。本文采用了具有良好动态响应的直接电流控制，为此推导了电压源换流器dq0旋转坐标系下的数学模型并设计了外环电压和内环电流控制器。换流阀级的职能是产生PWM控制脉冲，控制主电路中电力电子器件的开断。最后，本文对直流配电网稳态运行进行仿真研究。利用PSCAD/EMTDC仿真软件，本文搭建了基于电压源换流器的三端直流系统模型，验证其在负荷波动、潮流翻转和控制方式切换三种情况下，系统的稳态运行能力和电能质量。