多端混合高压直流输电系统结合了传统直流输电输送容量大、成本低以及柔性直流输电无换相失败风险、有功无功独立可控的优势,成为了直流输电未来发展的趋势。该系统的控制与保护是保证直流输电系统安全稳定的基础。在控制方面,换流站控制器与系统稳定性和动态性能紧密相关,是系统稳定运行的重要保障;在保护方面,直流线路故障为系统高发故障,直流线路保护也在系统众多保护中最为复杂。为此,本文围绕多端混合高压直流输电系统换流站控制参数与直流线路保护展开研究,研究成果为昆柳龙混合高压直流输电工程的控制参数设计和线路保护方案提供参考。所做工作如下:1)为了明晰多端混合高压直流输电系统换流站控制参数对系统稳定性与动态性能的影响,提出了基于传递函数矩阵的多端混合高压直流输电系统控制参数分析方法。建立了可灵活适应于任意端数的多端混合高压直流输电系统小信号模型。将所得小信号模型转化为传递函数矩阵,进而可结合经典控制理论,分别得到控制参数可行域与控制参数对系统动态性能的影响。以三端系统为算例,采用PSCAD仿真模型对所提控制参数分析方法进行验证。结果表明,所提方法可以在短时间内完成一系列任意端数下控制参数可行域分析、控制参数对系统动态性能的影响分析,有助于工程师根据实际需求设计控制参数。2)为了解决直流线路保护耐受过渡电阻能力不足的问题,提出了基于时域电压比的多端混合高压直流线路暂态保护方案。从数学层面上对高压直流输电线路的故障行波特性进行分析,进而提出了基于时域电压比的区内外故障识别方法。结合该判据,通过线路首端测点的配合,提出了多端混合高压直流故障线路定位。根据昆柳龙工程模型录波数据,在不同系统运行工况下验证所提暂态保护方案动作情况。结果表明,采用时域电压比的故障识别方法能够有效削弱过渡电阻的影响,物理概念清晰,计算简单,无需依赖复杂的时频分析方法提取故障行波特征,易于工程实现。3)为了充分利用直流线路边界元件的频域特征,提出了基于卷积功率的多端混合高压直流线路单端保护方案。通过直流线路故障频域特性分析,构造了故障识别特征量——卷积功率。利用所提卷积功率来识别故障极、故障方向和区内外故障。根据昆柳龙工程模型对所提单端保护方案进行验证。结果表明,卷积功率结合了电压行波和电流行波的特性,不仅具有与电流行波相同的故障方向判别能力,且能充分利用边界元件的频率衰减特性对区内外故障进行识别,具有较高的可靠性和灵敏性。