近年来，随着电网电压等级的提升以及智能电网的发展，适用于中压配电系统的多电平并联型电能质量调节装置（Shunt Power Quality Conditioner，SPQC）的研究日益得到学者们的关注。同时，模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter，MMC）凭借其结构上的优势在高压直流输电（High Voltage Direct Current, HVDC）领域引起了业界广泛的研究兴趣，成为多电平结构的研究热点。本文以不带直流母线的MMC结构在电能质量调节领域中的应用为研究背景，完成了以下工作：　　针对提供 MMC-SPQC桥臂电感与子模块直流侧电容取值依据的要求，分析了MMC-SQPC桥臂电流中的二次谐波环流分量及直流侧电压中的各次谐波分量，完成了MMC-SPQC内部控制系统的设计。该方法考虑了电容电压纹波对输出电压基波的影响，提高了分析的准确性；在控制系统的设计中，采用了 dq同步旋转坐标系下电压/电流双闭环的整体有功与无功功率的控制，并辅之以桥臂电压均衡控制及子模块电压均衡控制，运用了载波移相脉冲宽度调制（Phase-Shifted-Carrier Pulse-Width-Modulation，PSC-PWM）。在给定感性或者容性无功电流指令的条件下，桥臂电流与电容电压的理论值与实验值的对比说明了理论分析的正确性。同时，装置稳态与暂态性能良好说明所采用的控制策略有效。　　针对现有的集中式控制架构在MMC-SPQC电压等级提升及模块数拓展时具有很大局限性的问题，构造了适用于 MMC-SPQC的多 DSP主/从式分层控制架构，并在此架构上实现了基于四重采样的PSC-PWM。在所提出的分层控制系统中，以同一桥臂中的两个子模块为一个控制单元，解决了多数据同步传输及子模块载波同步等问题，提高了控制系统的可拓展性；所采用的多重采样技术与传统的对称或不对称规则采样相比，能够使离散的数字信号更接近连续的模拟信号，降低输出电流总谐波畸变率（Total Harmonic Distortion，THD）。四重采样、对称及不对称规则采样、带有时延的四重采样的实验结果对比说明了所采用的分层控制架构的有效性，以及四重采样相比于传统采样方式的优势。　　针对配电系统三相不平衡负荷对PCC电压冲击的问题，提出了一种MMC-SPQC正、负序独立控制的均衡控制策略，并揭示了MMC-SPQC进行负序补偿时，三相间有功功率的平衡依靠直流环流。在所采用的控制策略中，正、负序的补偿电流指令均基于不平衡的PCC电压，而且电流内环只需要采用比例积分（Proportional Integral，PI）控制器即可达到对正、负序分量的独立跟踪效果；同时比较了相同开关电流的MMC-SPQC与基于角型全桥级联变换器（Full Bridge Cascaded Converter，FBCC）结构的SPQC的负序补偿能力。MMC-SPQC的单独正序补偿、单独负序补偿及正、负序同时补偿的实验结果验证了所提出的控制策略的可行性及理论分析的正确性。　　针对完善MMC-SPQC的电能质量调节功能的实际需求，研究了MMC-SPQC对PCC电压的下垂调节特性以及抑制由非线性负载产生的低次特征谐波的控制策略。在所采用的下垂调节中，根据无功电流指令反馈对 PCC电压参考值进行了修正，使补偿后的PCC电压能够在一定范围内波动，增大了装置的线性工作区域；在谐波抑制的控制中，建立了dq同步旋转坐标系下5、7次谐波电流指令独立提取的控制方案，采用了PI与重复控制器（Repetitive Controller，RC）并联的复合控制，提升了电流内环对六倍频谐波分量的静态跟踪精度。一系列的实验结果表明，MMC-SPQC具有对PCC电压下垂调节及抑制网侧谐波电流的能力。　　论文的研究工作将对MMC-SPQC走向工程实用起到有力的参考与促进作用。