级联型H桥多电平变换器（Cascaded H-bridge Multilevel Converter,CHMC）具备较强的模块化性和拓展性,使其在高压大功率场合应用日益增加。该变换器主要面临的问题有:调制算法扩展难,开关器件导通与关断损耗大,直流电压不均衡以及开关器件与模块易故障等问题。为优化该变换器在实际应用中的性能,本文基于空间矢量调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）算法解决上述阐述问题,具体研究如下:（1）提出一种带有多种灵活应用因子的快速空间矢量调制算法。该算法无需利用复杂的乘除法及反三角函数运算去定位SVPWM调制扇区与调制三角形。此外,算法无需同时计算合成参考矢量的三个作用矢量,其通过建立三维120度坐标系寻找SVPWM与最近电平调制（Nearest Level Modulation,NLM）算法等效性来实时检测离坐标原点最近的作用矢量点,利用在新坐标系下所构建矢量的极性可快速判断调制扇区与调制三角形。最后利用所得的相占空比可直接产生调制所需的（Pulse Width Modulation,PWM）波。该算法只需执行若干加减法运算,实现简单,可应用于任意高压大功率场合的变换器中。此外,算法在实现过程中还产生若干可控因子,利用所产生控制因子结合相应的控制目标可提升变换器的各种应用性能。（2）针对三相CHMC相间直流电压不均衡的问题,首先建立三相CHMC直流与交流侧数学模型。其次,基于能量守恒定理给出三相CHMC相间直流电压平衡价值函数,利用所提SVPWM算法所产生的灵活控制因子N,实时计算使该价值函数为最小的冗余开关状态与优化开关序列,最终实现三相CHMC直流相间电压的均衡。该方法省去传统三相CHMC相间直流电压的控制器与控制环路,避免了复杂的控制器参数整定过程与相间直流电压平衡控制环路设计过程。最后,为使得三相CHMC开关频率固定,引入三角载波,并以控制因子N分断该三角载波并发出触发PWM波。（3）利用所提SVPWM算法所产生的离坐标原点最近作用矢量点,所对应的开关状态与相占空比,提出一种使CHMC开关器件动作个数最小的相内直流电压均衡算法。该算法建立相内交流与直流侧数学模型并利用能量守恒定律在每相交流电流一致的前提下决定输入交流电压的变化趋势,实现相内功率模块直流电压的均衡。此外,为减少功率模块直流电压均衡过程中,开关器件动作个数与减小系统开关损耗,在变换器输入交流电压变化时附加其变化范围限定,并确保变换器桥臂电压冲击最小。所提相内模块直流电压均衡算法可实时计算每个开关时刻所需纵矢量,算法简单且易于扩展。（4）针对三相CHMC开关器件开路故障、短路故障与模块故障等运行工况提出两种SVPWM容错算法。算法通过重构内容（1）建立检测有效矢量模型来实时定位在CHMC故障工况下SVPWM算法所剩余的有效矢量。通过设计开关序列可降低CHMC容错运行过程中开关器件动作的个数与次数以及优化CHMC谐波的分布。同时在开关器件开路与短路故障时提出故障相功率模块能量均衡分配原则来降低该相每个功率模块所承受的电压应力。所提容错算法简单、易于扩展。其可确保在任意CHMC故障工况下,该系统输出对称平衡的线电压与电流。