模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)具有开关频率低、损耗小、波形质量高、直流侧故障对换流器冲击小等优点，在高压直流输电、电力系统电能质量治理、大功率电力传动系统等领域有着广阔的应用前景。近年来，已成为高压大功率电力变换领域的一大研究热点。　　本文以此作为研究对象，针对其最近电平调制策略和子模块的故障诊断两个方面的问题进行深入研究。首先，介绍了模块化多电平换流器的基本结构、运行原理、数学模型、控制策略等基本理论，为后面的研究建立系统模型和提供理论基础。其次，对最近电平逼近调制策略(Nearest Level Modulation，NLM)展开了研究，针对此调制策略在电平数较低情况下输出电流不能精确跟踪参考电压，波形差等缺点，提出了一种可以将误差电流控制在所设置的环宽范围内的改进型最近电平逼近调制策略，并分析了电流滞环控制器的环宽，推导出了环宽和等效开关频率间的数学关系，在Matlab/Simulink软件上进行了验证。最后，从子模块故障发生原因，对故障进行了分类，在此基础上对子模块常发生的几种故障进行了详细分析研究。使用滑模观测器的设计方法，对MMC构造了滑模状态观测器，将桥臂环流和子模块电容电压作为观测变量，研究了一种基于滑模观测器的子模块开路故障诊断方法，此方法不需要增加额外测点，能快速的检测和确定故障位置，对故障进行隔离，并且鲁棒性好，并在Matlab/Simulink软件上验证了此方法的有效性。　　最后，对MMC换流器实验系统硬件和软件都进行了详细介绍，并通过实验系统对改进型调制策略进行了实验验证。随后，对全文所做工作进行了总结，并提出了一些以后仍可以继续研究的方向。