三电平模块化光伏并网逆变器,在发挥三电平拓扑电压畸变率低、谐波含量少、运行效率高等优点的同时,通过模块化结构在不增加功率开关管电流应力的情况下,使系统的容量成倍的增加,降低了生产周期和生产成本,有效地优化了系统的轻载效率。然而,与三电平模块化光伏并网逆变器相关的理论和技术尚未形成体系,制约了其在大规模光伏并网发电系统中的应用,具体表现在三电平零序环流产生机理、三电平调制策略、三电平零序环流的抑制策略、低电压穿越时的中点平衡控制和无功电流快速补偿等方面。本文针对三电平模块化光伏并网逆变器,从零序环流、调制策略、低电压穿越时中点平衡控制和无功电流快速补偿等方面进行研究,为其在光伏系统中的大规模应用奠定基础。论文的主要研究工作与创新如下：1)针对三电平模块化光伏并网逆变器的环流问题,指出环流的主要成分为零序环流,分析零序环流的流通路径,建立零序环流的等效模型,并根据激励源的不同将零序环流分成三类：一类、二类和三类零序环流,为后续章节零序环流的抑制策略奠定基础。2)针对三电平调制策略对零序环流的影响,分析三电平模块化光伏并网逆变器的调制策略需要满足的条件,然后对比常见的三电平调制策略的优缺点,选择无小矢量参与的空间矢量调制(LMZVM)作为三电平模块化光伏并网逆变器的基本调制策略,并研究其矢量算法和载波算法的统一性。3)针对三电平模块化光伏并网逆变器的一类零序环流,提出一种共享中线的抑制方案；针对二类零序环流的高频分量,提出一种基于改进型LCL滤波器的抑制方案；针对二类零序环流的低频分量,研究一种基于准谐振调节器的抑制方案；最后,证明上述方案对三类零序环流抑制的有效性。4)针对低电压穿越时三电平逆变器的中点电位不平衡问题,利用对称分量法分析正序有功、正序无功、负序有功、负序无功对中点电位的影响,并提出一种基于零矢量分解的中点平衡控制策略；针对低电压穿越时无功电流补偿速度问题,提出一种“边锁边补”的并行补偿方式和一种基于电网电压微分的跌落快速检测单元,减小了无功电流的补偿时间。搭建了30kW的三电平模块化光伏并网逆变器实验平台,通过该实验平台,分别对三电平调制零序环流的影响、零序环流的分类与抑制策略、低电压穿越时无功功率的快速补偿和中点平衡控制进行了有效地验证。