模块化多电平变流器是一种适用于高压大功率应用场合的交直流变换器,在柔性直流输电和大功率电机驱动领域都得到了广泛应用。本文以模块化多电平变流器为对象,介绍了其相对于传统拓扑结构的优势,分析了它的发展现状和技术研究热点。在载波移相调制下对变流器的控制进行如下的研究：首先介绍了载波移相调制的基本原理和控制系统结构,推导了变流器在该控制系统结构下的交流输出数学模型,直流双层控制的模型和环流模型。介绍了相关控制参数的设计方法,并通过仿真验证了模型和参数设计的正确性。其次,选取模块化多电平变流器在电力驱动领域存在子模块电压波动较大的问题,介绍了现有子模块电压波动抑制方法,在分析现有方法优缺点的基础上提出了一种新型简单的控制方法,并通过仿真验证了所提出控制方法的有效性。最后,介绍了目前风力发电发展的趋势和面临的技术问题,分析了模块化多电平变流器在高压风力发电系统中的应用优势,并搭建了背靠背模块化多电平风机变流器,通过仿真验证了变流器在风力发电系统中包括稳态,动态和最大功率跟踪控制等各项基本功能；同时,针对风力发电系统低电压穿越问题,分析了常用低电压穿越方案在模块化多电平变流器中存在的问题及其原因,并提出了一种新型低电压穿越方案,介绍了相关参数的设计方法,并通过仿真验证了所提出方案的有效性。