随着人类生产规模的不断扩大,电力电子技术广泛应用于高压大功率变频器及交流传动系统。而传统的两电平变换器拓扑由于受器件开关频率较低所引起系统网侧谐波畸变率增加以及器件串联所带来的静态和动态均压问题,并不不宜实现高压大功率的输出,而多电平逆变器拓扑的出现,不仅有效提高了输出电压的电压等级以及降低了输出电压的谐波含量,而且也大大减小了dv/dt,改善了电磁干扰EMI等性能。因此成为了高压大功率变换技术的研究热点。本文以混合级联多电平逆变器作为研究对象,主要内容及创新成果如下:针对于Ⅱ型混合级联多电平逆变器传统混合频率调制策略产生的电流倒灌和能量反馈问题,在载波层叠的基础上提出了一种优化的混合频率调制策略,其中,高压单元采用正负反向层叠的方法,低压单元采用一种类似单极倍频的方法,并对比较所得脉冲进行了重新的逻辑运算与组合,不仅有效解决了传统混合调制所产生的电流倒灌和能量反馈的问题,而且改善了混合频率调制下高压单元输出电压波形的谐波特性,从而降低了混合级联H桥多电平逆变器输出电压低次谐波的含量,提高了逆变器输出电能的质量。针对于Ⅱ型混合级联七电平逆变器混合频率调制策略所带来的输出电压谐波特性较差的问题,提出了一种基于LS-PWM的倍频调制策略,对混合频率下所得脉冲进行了重新的逻辑运算与组合,通过倍频控制,使得主要低次谐波分布在2N倍数次附近,提高了器件的等效开关频率,从而降低了混合CHB多电平逆变器输出电压低次谐波的含量,改善了逆变器输出电能的质量。针对Ⅲ型混合级联多电平逆变器传统混合调制所产生的输出相电压和线电压低次谐波含量高的问题,提出了一种改进的混合调制策略,高压单元采用正弦调制波与一对位于正负半周的载波比较的POD的方法,低压单元采用调制波与高压单元的输出电压的差值作为调制波,然后再与一对正负反向层叠的载波比较的APOD的方法,使得逆变器输出相电压和线电压中的5、7次谐波得到了消除,进而提高了逆变器输出电压的谐波特性。针对NPC/H桥级联多电平逆变器,提出与之相适应的混合调制策略,其中,H桥单元采用阶梯波控制的方法,二极管钳位单元采用正负反相层叠的SPWM控制方法,从而实现13电平的输出。并针对所提策略进行优化,在保证波形质量的基础上,通过在1/4周期内实行脉冲互换循环法,实现H桥单元的功率均衡控制,并从傅里叶分析的角度,给出了均衡之后H桥单元输出电压基波幅值的详细推导过程。