随着我国交直流混合配电网形态的不断加深,传统的电力变压器已经无法满足未来电网的发展需求。固态变压器(Solid-State Transformer,SST)作为一种新型的电能转换装置,不仅可以实现电气隔离、电压等级变换,而且具有连接交直流混合电网、有功无功独立调节等优点,是未来智能配电网的关键设备之一。而目前SST主要受限于功率变换级数较多、功率密度较低,所以论文针对当下SST的研究热点,提出一种新型的具有混频调制功能的功率复合型模块化多电平固态变压器拓扑(Power Integrated Modular Multilevel Solid-State Transformer,PIMMSST),该拓扑可以有效降低功率变换级数、提高功率密度,且对比现有的混频SST拓扑,PI-MMSST无需使用额外的滤波器,具有很高的现实意义。论文同时对该拓扑的工作原理、调制方式、控制方法等方面展开研究,主要的工作如下:1)对目前已经提出的混频调制SST拓扑进行研究,总结其特点,提出PIMMSST拓扑,并详细介绍该拓扑的构成、工作原理以及调制信号叠加方式。2)基于PI-MMSST拓扑提出一种混频调制方法:共载波调制方法,详细阐述该方法的原理、调制过程。并针对该混频调制方法提出一种双层子模块电容电压均衡控制策略,进行仿真验证分析。仿真结果表明该拓扑在共载波调制方法下可以有效实现其混频调制的功能,且由于双层电压均衡控制的作用,子模块的电容电压能够得到有效的平衡。3)对共载波调制方法进行改进,基于PI-MMSST拓扑提出一种载波移相/方波混合调制的方法,详细阐述该混频调制方法的原理、调制过程。然后分析在该方法下子模块电容电压发生偏移的原因,提出一种四层子模块电容电压均衡控制方法,并详细阐述该方法的控制过程及其内在逻辑,进行了仿真验证。仿真结果证明PI-MMSST拓扑可以在载波移相/方波混合调制下完美实现其混频调制的功能,且由于四层电压控制的作用,子模块的电容电压能够得到有效的平衡。