在电力电子技术应用相关领域,高压、大功率逐渐成了一种“标配”,多电平逆变器契合了这一发展潮流,其具有电压阶梯数多、容错性高、器件选型容易、电磁干扰小等诸多优势。其中级联H桥型逆变器直接由直流源供电,不存在中点电压波动问题,因而降低了电路实现难度,且每增加一个H桥单元就可多输出两电平。由于每个单元由各自的独立电源提供有功功率,此时需考虑各级联单元间的功率均衡控制问题。而在传统多电平调制策略下,无法同时做到各H桥单元平均分摊逆变器总功率和保证逆变器输出性能最好,如果无法做到二者的协调控制,将会直接导致逆变器输出线电压中各高次谐波增多,逆变器输出性能变差,其中输出功率不均衡影响移相变压器输入侧谐波电流的消除,或加剧各电池组差异性,影降低系统使用寿命。为解决上述问题,本文首先针对一种现有功率均衡方案,指出其优缺点,并对其进行了改进,提出一种基于载波周期轮换的改进功率均衡方案,使得各级联单元间不再存在能量的相互传递;然后,介绍了载波排列自由度,对功率均匀分配条件下的载波分布特征规律进行了推演,找到了能实现功率均衡控制时控制各级联单元的载波分布规律,并对各级联单元的载波分布的普遍规律进行了限制。为证明所提载波分布特征规律的正确性,从数学角度理论推导了在低调制比、中调制比和高调制比下,各级联单元的输出电压特性和输出功率特性,经分析可知,在任意调制比和功率因数下,若控制各级联单元的载波分布满足所提规律,则各级联单元平均输出功率始终占逆变器总平均输出功率的三分之一。同时,由于所提均衡方法利用的是电平合成方式冗余度和调制策略控制自由度,因此,在载波同相层叠调制策略基础上,使控制各级联单元三角波之间的相对位置发生变化,得到不同的H桥输出电压组合,与此同时逆变器总输出保持不变,实现了逆变器最优输出效果。最终的仿真相关波形进一步证明了本文所提方法的正确性,实验波形和关键测量数据证明了所提方案的实用性,因此具有较高的应用价值。