随着电力电子器件的发展和电力需求的提高,脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）变流器在电能变换领域中起到关键性的作用。为了满足中高压和大功率电能变换的需求,级联H桥（cascaded H-bridge,CHB）变流器因具有电能质量好、可靠性高、模块化等特性而被广泛使用,包括电力传输、分布式并网发电、电能质量治理、电机驱动等工业场景。在单相并网变流器中,控制策略是决定设备性能表现的关键因素,影响其控制精度、响应速度、抗干扰能力以及可靠性等等。因此,研究单相CHB变流器的电流控制算法,追求更简单可靠的控制结构和优良的控制性能,具有重要的应用价值。本文首先分析CHB变流器的关键技术,并结合其拓扑特点和应用场合,确定了提高控制性能的核心难点。其次,为简化系统结构、提升可靠性以及降低硬件成本,无网压传感器方法在CHB中得到应用。无网压传感器方法的关键之处在于电压或磁链信号的准确重构。针对现有无传感器方法存在畸变电网下控制效果不佳的问题,本文首先提出一种增强谐波滤除的磁链观测器,可很好地适应复杂工况尤其是电网电压畸变严重的场合,并获得正弦化的基波磁链信号用于定向控制。进一步地,推导了基于磁链估算的无锁相环控制策略,省略了锁相环和坐标变换环节的使用,从而避免其复杂的参数设计过程,同时可提高动态性能。针对畸变电网下的变流器控制,仅在同步环节实现谐波滤除是不足够的。因此,本文基于阻抗模型,进一步分析了电网背景谐波对输出电流的影响,并对不同的解决办法进行研究。为了提高系统的谐波阻抗,采取增大电流环谐波增益的措施,并提出一种改进电流控制器。该方法可同时实现谐波抑制功能和跟踪基波给定,并且不对电流控制的动态性能产生影响,保证了CHB的快速响应特性。此外,为确保CHB在各种工况下的稳定运行,分析了直流侧电压平衡策略的原理和实现过程。最后,基于MATLAB/Simulink仿真环境以及所搭建的实验样机,对本文提出的控制策略进行了验证。仿真和实验结果表明,本文所提出的控制策略具备良好的控制性能;而对比分析证明了该策略的优越性。