随着电力系统的逐步发展，电网当中存在的谐波无功以及不对称现象显得越发突出，电力系统对电能质量的要求也更加严格，为了保证电力系统能够安全经济的运行，静止同步补偿器（STATCOM）被提了出来。由于该种新型的电力电子设备具有响应速度快，占地面积小等特点成为了电能质量研究的热点之一。然而，传统的两电平的逆变器虽然控制方式简单，应用广泛，但是由于本身固有的拓扑结构限制了逆变装置的耐压水平。模块化多电平（MMC）是一种新型的拓扑结构的变流器，通过子模块的串联能够在理论上满足大功率和高耐压水平的需求，将该种拓扑结构应用于STATCOM能够满足高压大功率的需求，改善电能质量。　　本文首先介绍了几种变流器的拓扑结构，并对MMC结构进行了分析，指出了MMC结构的优点和应用前景，回顾了MMC在高压直流输电领域的工程应用。其次，分析了模块化多电平变流器子模块的开关状态，建立了MMC的数学模型。针对MMC的调制策略载波移相技术进行了分析，重点在于根据不同的子模块数目选取不同的调制方式以减小波形的输出畸变率。其次研究了子模块电容电压的相关问题。MMC换流器在运行之初，初始电压为零，如果直接接入系统，会对系统产生较大的冲击电流和冲击电压，因此应当采用相应的控制策略对子模块进行充电至额定电压值，减小接入时的冲击。为了保持MMC稳定运行，需要保证子模块电容电压的保持稳定运行，因此设计了相应的直流侧控制策略，同时研究了影响子模块产生电压差距的因素。在MMC运行当中，相与相之间产生较大的环流，环流过大会影响到系统的稳定性，导致系统的输出的电能质量较差，本文通过设计相间环流控制器稳定环流波形。最后，本文将MMC变流器系统应用于STATCOM，第一种控制策略通过dq0和前馈控制器将abc下的系统模型转化有功无功解耦模型，分别控制通过装置输出的无功电流对系统进行补偿；第二种控制策略通过建立系统的分相模型，采用电流重复控制器，电容控制策略采用双环控制保证子模块电容电压稳定，有效的补偿了谐波无功以及不对称电流。