三电平二极管钳位型变流器(Diode-Clamped Converter，DCC)已广泛应用于无功补偿、电机调速、新能源发电等中压大功率场合。然而，为满足6.6kV及10kV电压等级的中压大功率应用需求，三电平DCC需要串联连接或借助接口变压器以实现电压匹配。五电平DCC的提出，为简化中压大功率变流器的系统配置、实现无变压器化运行提供了可行的解决方案。本文以五电平DCC为研究对象，针对其直流环节的电压平衡控制，开展了深入的分析和研究。　　介绍了五电平DCC的工作原理和载波层叠调制方法。基于脉宽调制的基本原理，在单端运行工况下，求解了流出五电平DCC直流环节各悬浮节点的瞬时电流和平均电流的解析表达式。分析了调制比和功率因数等参数对悬浮节点电流的影响，进而得出单端运行时，五电平DCC的直流环节的电压偏移规律。　　针对单端运行时五电平DCC直流环节的电压偏移现象，研究了在载波层叠调制器中注入零序电压，对直流环节各悬浮节点电位的影响，得出了各悬浮节点电位的可控边界。据此，提出了一种基于零序电压注入的、适用于五电平DCC的载波调制均压策略。讨论了零序电压注入导致的桥臂开关频率上升、输出相电压多级跳变等现象，并给出了相应的处理方法。针对零序电压注入法的均压区域有限的问题，提出了一种联合使用非最近电平均压法的混合调制均压策略。在零序电压注入法不可均压的区域内，采用非最近电平均压法对五电平DCC进行均压控制。仿真和实验结果表明，对单端运行的五电平DCC而言，所提的混合调制均压策略可以在全调制比范围内保持直流电容的均压运行。　　针对背靠背运行的五电平DCC，证明了不同整流侧和逆变侧调制比组合下，直流环节各悬浮节点的电压偏移规律。分析了在整流侧和逆变侧注入零序电压，对背靠背五电平DCC直流环节各悬浮节点电位的影响。提出了一种基于零序电压注入的背靠背五电平DCC主从协同均压策略，并给出了五电平DCC整流器在启动阶段和单端运行阶段的控制策略。仿真和实验表明，所提均压策略可以在不同的调制比组合和基波频率组合下，实现背靠背五电平DCC的均压运行。　　作为对现有五电平DCC硬件均压策略的改进，提出了一种综合运用新型辅助均压电路和零序电压注入法的混合均压策略。首先，提出了一种新型的、基于悬浮电容的辅助均压电路(Voltage Balance Circuit，VBC)拓扑，以实现除直流中点外的两个直流悬浮节点的电位控制。分析了辅助均压电路的工作原理，在时域内建立了其瞬时值和平均值模型，并给出了均压电路的参数设计方法。提出了均压电路的闭环控制策略，可同时保持VBC的悬浮电容和直流电容的电压稳定。基于均压电路的工作模式，提出了针对均压电路电感的过流保护策略。其次，分析了零序电压注入对直流环节中间节点电位的影响，提出了一种基于比例积分控制器的闭环控制策略，以实现直流中点电位的控制。仿真和实验表明，所提的混合均压策略可在全调制比范围内实现五电平DCC的均压运行。