近年来,多电平逆变器技术已经广泛应用于中高压大功率工业领域,其中级联H桥型（Cascaded-H Bridge Mulitilevel inverter,CHB）多电平逆变器由于输出电压谐波含量少、易于模块化扩展和无直流电容均压等问题已经成为了高压大功率变换技术的研究热点。然而CHB逆变器需要较多的直流电源,随着近年来光伏发电技术的广泛应用,每一个光伏组件就是一个直流源,因此可以很好的将其运用到光伏领域。本文以CHB多电平逆变器为研究对象,对CHB多电平逆变器的调制方法与CHB多电平逆变器应用在光伏并网系统中的功率平衡控制方法进行深入研究,主要的研究内容如下:针对对称型CHB多电平逆变器传统调制方法中存在各级联H单元输出功率不均衡问题,文中在分析了传统调制方法的调制原理的基础上,提出一种新型功率均衡调制方法,该方法基于占空比优化控制原理,利用载波重构方法对PWM调制方式中的三角载波进行循环重构,通过调整单个传统载波在垂直方向的排布进而重构出新的循环载波,并详细推导了在全调制度下各级联H单元基于输出电压占空比控制的平均输出功率的表达式,并以CHB七电平逆变器为例对方法进行了详细的理论证明与分析。针对Ⅱ型混合不对称CHB多电平逆变器传统功率调制策略中存在级联H单元电流倒灌和功率倒灌的问题,本文在对基于传统调制策略的混合Ⅱ型不对称CHB多电平逆变器输出电压特性进行了详细的分析上,并提出一种改进的新型单极倍频混合调制策略,通过对传统调制方法下所得功率器件的开关脉冲进行分区间的逻辑运算与组合,不仅可以解决传统调制策略中电流倒灌和能量反馈问题,而且在保证等效开关频率不变的情况下,最大开关频率比传统调制策略降低了一半,同时改善了逆变器输出电压波形的谐波特性,保证了输出电能质量和效率,提高了系统的使用寿命和可靠性。针对CHB光伏并网逆变器由于光照和温度等其他因素导致的逆变器存在功率不平衡问题,本文首先研究并建立CHB光伏逆变器功率数学模型,介绍了传统的三次谐波注入法功率平衡控制策略的原理,并提出一种基于混合功率平衡控制调制策略。该方法在保证光伏CHB逆变器总的直流侧输出电压稳定在最大功率点的前提下,在出现不同光伏组件输出功率不一致时通过混合控制方法对各级联H单元实现“方波+PWM+排序算法”方式控制,分别对各级联H单元的调制信号进行重新分配与调整,与其他方法相比,该方法不但扩大了系统在光伏组件发电不平衡条件下的运行范围,实现了独立MPPT下的功率平衡控制,同时使逆变器能够在正常和光照不均匀条件下稳定输出最大功率。