模块化多电平变换器(Modular multilevel converter,MMC)是中/高功率/电压应用中最具潜力的拓扑结构之一,并且已在柔性高压直流输电中崭露头角。本文对模块化多电平变换器的拓扑结构、数学模型进行了详细地介绍,对调制策略以及电容电压平衡技术进行了分析和较为全面地研究。MMC的调制策略是其核心技术之一,研究调制策略对MMC的正常工作有着重要的意义。本文针对多载波调制策略——基于载波移相的调制策略和基于载波层叠的调制策略进行了研究,并对比分析了采用这两种调制方式时,已有的子模块电容电压平衡控制方法及其不足之处。电容电压平衡是MMC正常工作的有效保障。对此,本文将载波轮换技术应用于MMC的多载波调制策略中,以此解决各子模块电容电压的平衡问题。针对载波轮换引起的额外开关动作问题,提出了相应的最佳轮换时刻算法,从而有效减少额外开关动作次数,避免附加的开关损耗,并通过仿真验证了方法的有效性。为了验证文中方法的有效性,本文搭建了三相每相含8个子模块的MMC实物平台。介绍了平台相关的设计细节,并针对不同的调制策略及其移相方式介绍了具体的软件设计细节。通过仿真和实验进行对比,验证了论文方法的有效性。