与三电平相比,五电平有源中点钳位型逆变器(active neutral-point-clamed five-level inverter,ANPC-5L)输出电平数量多,电流谐波少,且具有多种开关冗余状态,方便了中点电位和飞跨电容电压的控制,因此受到国内外学者的广泛关注。在五电平实际工程应用中,共模电压和飞跨电容解耦控制是一直是ANPC-5L研究的重点和难点,由于共模电压的存在,逆变器交流侧与直流侧通过对地电容形成高频的共模电流,严重威胁系统的安全;对于飞跨电容,在其控制过程中,电流会流过中点,影响中点电位,因此飞跨电容与中点电位之间存在耦合。且飞跨电容电压是ANPC-5L输出相电压的重要组成部分,单纯的飞跨电容电压控制会造成三相输出电压所叠加的零序分量不同,进而导致输出相电压的基波发生畸变,严重影响输出电流,不利于飞跨电容和逆变器的性能优化。此外,随着容量的不断提升,其损耗也将不断增大,这对于ANPC-5L运行效率的提升有很大影响,且也会影响到散热问题,因此需要对ANPC-5L的损耗进行分析与研究。本文首先对ANPC-5L的拓扑及工作原理进行分析和阐述。其次针对共模电压问题,本文在三电平断续调制策略的基础上提出了五电平低共模电压调制策略,实现全线性区域内共模电压抑制。接着针对飞跨电容耦合问题,本文在载波移相调制策略的基础上提出分裂调制波的构想,并以此为基础建立分裂调制波的数学模型,量化分裂调制波对于飞跨电容电流、相电压以及中点电流的影响,进而提出一种基于分裂调制波的优化解耦控制算法。最后针对ANPC-5L损耗,本文在研究该拓扑不同模态下器件损耗情况的基础上,通过连续建模法对ANPC-5L SPWM调制策略的功率损耗进行计算,得出该损耗与调制度、以及功率因数角等参数的具体关系,但此方法调制策略适应性较差,针对此缺陷,本文提出离散建模的思想,即将一个基波周期离散化处理,通过分区域计算功率损耗的方式将每个离散周期的损耗计算出来,随后通过数学方式处理最终得到一个基波内的功率损耗,该方法可以实现不同调制策略的功率计算。搭建ANPC-5L样机,介绍了平台的硬件和软件设计。并且在此基础进行共模电压抑制和飞跨电容解耦控制等实验,验证本文所提调制策略的正确性和有效性。