变压器作为电压等级转换的主要部件,是电力系统的重要组成部分之一。当前,随着工业和经济的不断发展,对现代电力系统提出了许多新的要求,如自愈能力要求、不间断供电要求、高电能质量要求、经济性要求等,面对新要求,传统变压器已经无法完全满足。另一方面,以高频变换技术为基础的电力电子变压器,相较于传统变压器,其除了具有基本的电压等级转换功能外,还具备动态无功补偿、不间断供电电源、电网频率变换、电能质量管理与控制等多重功能,吸引了研究者们的广泛关注,其中,由输入级、中间级(隔离级)和输出级组成的三级式结构的电力电子变压器是目前的研究重点,以模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,以下简称MMC)为前级的模块化多电平电力电子变压器因为其灵活性和良好的可扩展性,具有极佳的应用前景。基于上述背景,本文主要针对模块化多电平电力电子变压器前级与中间级的控制策略进行优化研究,对现代电力系统高效运行具有重要的意义。首先,针对模块化多电平电力电子变压器的前级MMC,分析了其拓扑结构和子模块工作状态,建立了其开关模型,介绍和分析了MMC的传统调制和控制策略,提出了一种新的基于控制目标优先级顺序的MMC调制策略分类方法,引入了集中式调制策略和分布式调制策略的概念,设计了在集中式载波层叠调制策略下的状态机型脉冲分配器并进行了相关优化;其次,针对模块化多电平电力电子变压器的中间级双向主动全桥变换器(Dual Active Bridge,以下简称DAB),介绍了其拓扑结构、工作原理和移相控制策略,分析了DAB的软开关工作条件和单台DAB的电压、电流双闭环控制策略,对多台采用ISOP(输入串联,输出并联)连接的DAB提出了一种输入均压控制策略;最后,针对前文所述控制策略搭建了仿真模型和样机,分别验证了其有效性,同时进行了多种工作场景下模块化多电平电力电子变压器的整体控制策略仿真,验证了前文所述控制策略的有效性。