本文首先介绍了多电平逆变器的现状和发展情况,再详细研究了三种不同拓扑结构的多电平逆变器。其中级联式多电平逆变器因其直流侧采用相互分离的直流电源,不存在电压均衡问题,而且其H桥单元结构的模块化设计更适合于7电平以上的多电平逆变场合。因此,本文重点研究了级联式多电平逆变器的PWM调制技术,在对比研究几种常用PWM调制技术之后,提出两种PWM调制技术的开关频率优化改进方法,并设计出各种调制技术的PWM波生成电路。针对非线性元件产生高次谐波的影响,通过仿真研究,比较了不同电平数、不同载波频率、不同调制比以及不同的PWM调制方法下的逆变器输出的谐波分布情况。在总结逆变器输出波形谐波分布规律的基础上,提出一种实用的低通滤波器的设计方法,并通过仿真实验表明该滤波器具有简单经济和实用的特点。级联式多电平逆变器的输出波形控制策略采用一种基于数字PID控制和重复控制技术相结合的控制方法。该控制方法具有数字PID控制策略响应速度快和重复控制静态特性好的优点。通过对该控制器的系统性能分析和输出波形的仿真研究,结果表明,在瞬态情况下,数字PID中的比例环节起作用,保证系统的快速响应;在稳态情况下,重复控制器实现无静差,保证系统的稳态指标。