多电压等级交直流配电网是传统交流配电网向未来新兴直流配电网转变的过渡形态,有利于可再生能源的消纳和对负荷灵活供电,同时又包含如基于双有源全桥（Dual Active Bridge,DAB）的隔离型直流变压器、电压源型换流器（Voltage Source Converter,VSC）等大量换流设备,导致系统运行状态复杂,为其准确建模与稳定控制带来了挑战。本文主要研究内容如下:首先,对多电压等级交直流配电网中的关键元件直流变压器的工作原理进行了分析,根据DAB直流变压器的状态空间方程建立其平均动态相量模型。为提高模型的准确性,引入基于传输功率的误差修正方程,提出了基于傅里叶积分的电流重构方法,并在仿真平台验证了所提建模方法的正确性。其次,结合VSC和线路的平均动态相量模型,在微分代数方程的基础上建立可拓展的系统级全局小信号模型,详细推导了分块偏导矩阵的表达式,并针对典型场景的应用提出了模型的修改方法;通过根轨迹法详细讨论了各个直流变压器漏感和频率参数对系统稳定性的影响。最后,根据多电压等级交直流配电网多换流器特性,提出一种直流母线电压分散协调控制,分为输入串联输出并联型（Input-Series Output-Parallel,ISOP）直流变压器均压统一控制和基于直流母线电压信号的多换流器分散式控制。ISOP直流变压器主模块基于标幺化处理和下垂控制,无需切换控制回路即可实现功率调整和中低压直流母线电压调节的统一控制,从模块采用解耦均压控制以实现各子模块输入电压平衡;母线上的各个换流器采用分散式控制根据直流母线电压信号的不同幅值区域调整各自的运行模式和下垂系数,实现母线电压和功率的协调稳定控制;通过仿真分析验证了所提分散协调控制及平均动态向量模型的准确性及有效性。本文建立了多电压等级交直流配电网的可拓展高效准确模型,实现了对直流母线电压的稳定控制,对于交直流混合配电网的研究和发展具有重要意义。