多电平逆变器具有输出电压谐波含量低、电磁干扰小、输出滤波器体积小等优点,有助于光伏并网系统提高效率,减小体积,在光伏发电领域中具有广泛的应用前景。本文以单相多电平光伏并网逆变器为研究对象,在对单相控制系统进行分析的基础上,对单相三电平光伏并网逆变器以及一种具有共模电流抑制能力的多电平混合级联型光伏并网逆变器进行了研究。本文首先对光伏并网发电系统的体系分类及并网逆变器种类进行了介绍。针对单相并网控制策略,研究了几种调节器对于双闭环控制系统中交流电流环的影响,其中重点分析了比例谐振调节器的控制效果。随后研究了对称型及非对称型单相三电平逆变器的工作方式及其结构中三电平桥臂对于逆变器输出、损耗等方面的影响,分析了其各自的应用领域,并针对这两种逆变器的直流侧中心点电位平衡方式进行了研究。本文在传统非隔离型三电平半桥光伏并网逆变器的基础上,重点对一种多电平混合级联型光伏并网逆变器进行了研究,该结构在降低逆变器直流输入侧电压等级的同时,可以进一步减小输出电压谐波含量,从而降低了开关频率,减小了滤波电感体积。文中对其工作状态及共模模型进行了分析,并由此得出了逆变器的最佳调制方式以及一种基于该方式的直流支撑电容电压控制策略,并根据该电路的死区效应给出了一种死区补偿方式。针对单相多电平逆变器SPWM调制方式占用系统资源多的问题,对其进行改进,给出了一种单载波SPWM实现方式,并将该方式应用于非对称型单相三电平逆变器及多电平混合级联型逆变器的调制过程中。介绍了一种矢量调制方式,分析了上述两种方法的优缺点。最后,搭建了单相三电平逆变器及多电平混合级联型逆变器的实验平台,通过实验验证了本文对于对称型及非对称型单相三电平逆变器和混合级联型逆变器输出特性的分析结论,以及混合级联型逆变器直流支撑电容电压控制策略和单载波SPWM调制方式的可行性。