柔性直流输电技术相比传统的输电技术，运行方式更加灵活，系统的可控性更好。鉴于模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter，MMC)拓扑结构的优势明显，高压直流输电系统(High Voltage Direct Current，HVDC)开始采用MMC拓扑，从而形成了MMC-HVDC系统。MMC-HVDC系统结合了模块化多电平拓扑和直流输电的优势，适用于高电压大功率的场合，在新能源并网、电网互联、孤岛供电以及多端直流输电等领域也都有广大的应用前景。
　　分析研究MMC-HVDC系统对于未来电网的建设具有重大意义，其中关于此系统的故障分析也是一项重要的研究内容。关于MMC-HVDC系统站内故障和交流侧故障的研究已较为丰富和成熟，而作为该系统运行中常见故障之一的直流侧故障，其研究还需要进一步深化。本文针对MMC-HVDC系统直流侧故障进行了以下研究：
　　(1)分析了MMC的拓扑结构并搭建相关数学模型，阐述了MMC的基本工作原理，并从调制策略、均压控制和环流抑制三方面介绍了MMC的基本控制策略。在此基础上，介绍了MMC-HVDC系统的工作原理，并从系统级、换流站级和换流阀级三个层面对MMC-HVDC系统的控制策略进行了阐述。
　　(2)分析了MMC-HVDC系统直流侧三种故障的故障机理，建立了相应的数学模型，着重对故障电流特性进行了分析，提出了故障电流的解析计算式。其中，以双极短路故障为研究重点，分析了故障闭锁前后的电流特性，并且给出了换流站闭锁后桥臂电流的解析计算式。利用PSCAD/EMTDC仿真平台对理论研究的准确性进行了验证。
　　(3)以张北四端柔性直流输电工程为例，分析了多端MMC-HVDC系统的直流侧故障，提出多端柔直系统中直流侧故障电流的解析计算方法。首先，建立多端直流系统的等效电路网络；其次，分析了直流侧极间短路故障和单极接地故障并建立故障后的电路网络，得到相应的预故障矩阵和故障矩阵来求解支路电流；然后提出了另一种频域内求解故障电流的思路；最后，通过仿真平台对理论推导进行验证。
　　(4)直流侧故障电流暂态特性受多方面因素的综合影响，分别分析讨论了故障位置、电气参数以及交流系统馈入量对故障电流的影响。分析交流侧馈入电流对故障电流的影响时，改进了第三章提出的等效放电回路并引入修正因子，得到了改进后的故障电流解析表达式，利用仿真平台对理论分析的正确性进行了验证。