传统化石能源的消耗所带来的日益严重的环境问题，对人类的生存和发展提出了新的挑战。这一挑战迫使全球的目光转向环保可持续的清洁能源领域。目前，以风电、核电、水电、光伏发电为代表的清洁能源的利用成为全世界能源利用形式的重要组成部分。而这一切，与电力电子的蓬勃发展密不可分。尤其是光伏发电领域，电力电子为其并网提供了稳定可靠的接口，电力电子技术的创新直接推动光伏发电产业的升级。本文研究了两级式级联H桥多电平光伏并网逆变器，相比于传统两电平光伏并网逆变器，两级式级联H桥多电平逆变器融合了Boost变换器和级联H桥(Cascaded H-Bridge,CHB)的优势，具有直流侧升压，模块化，可拓展性强，并网电流质量佳等特点，被誉为下一代光伏并网逆变器。然而该结构会由于局部遮阴等因素导致每个前级光伏单元输出功率不同，对于单相CHB结构来讲会出现相内功率不平衡，严重情况下会出现过调制，导致并网电流发生畸变，使系统不稳定。在三相CHB结构中，这种问题更加复杂，既有相内不平衡还有相间不平衡，因此CHB结构的光伏并网逆变器功率平衡控制策略的研究对于提升并网电流质量，维持系统稳定具有重要意义。本文重点针对以下几个方面对其进行了研究和分析。
　　首先，建立了单相和三相CHB多电平光伏并网逆变器的在不同坐标系下的低频数学模型，为整个控制器的设计奠定了基础。介绍了扰动观测法(Perturbation and Observation,P&O)和前级Boost变换器的工作原理，选择P&O作为光伏并网发电系统前级最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制策略，基于Matlab/Simulink进行了仿真验证。
　　其次，针对单相两级式级联H桥光伏并网逆变器中因每个光伏单元功率不同进而出现的过调制问题，本文提出了一种基于最优三次谐波注入加限功率MPPT混合控制策略的两级式单相CHB多电平光伏并网逆变器的控制方法。该方案中最优三次谐波的注入能够提高调制范围，限功率MPPT算法能够在超过三次谐波补偿范围的条件下，通过限制最大调制比所在单元的光伏模块的功率使其继续满足条件并网运行。基于Matlab/Simulink验证了该方法的有效性。
　　最后，分析了三相CHB光伏并网逆变器的相间不平衡机制，介绍了一种零序电压注入的方法，使其能够平衡三相并网电流。结合相内最优三次谐波注入的方法，提出一种相间不平衡相内过调制的功率平衡控制的算法，能够解决在该种工况下并网电流不平衡的问题。通过Matlab/Simulink搭建了仿真模型验证了所提算法的有效性。