随着化石燃料的日渐枯竭,大力开发清洁能源已经成为当今社会的热点问题。太阳能、风能等可再生能源发电可以促进低碳能源体系的构建,因而得到世界各国的大力推广。多电平变换器作为高压大功率场合的首选变换装置,由于其电能质量高、开关损耗小、耐压等级高、易扩展等特点,近年来被广泛应用于大规模光伏系统及储能系统中。本文将引入一种新型混合多电平变换器——开中性点的级联多电平变换器,该变换器由级联H桥与半桥电路组合而成,通过增加一个简单的半桥电路可以实现电平几乎翻倍的效果。同时,半桥电路无需直流电压源,仅用电容供电,且电容电压无需额外控制即可实现自平衡。本文将对其拓扑结构、工作原理以及控制策略进行深入研究。首先,本文以开中性点的级联多电平变换器为研究对象,详细介绍其工作原理,分析该拓扑的优势所在,并建立其在并网条件下的数学模型。在此基础上引入简化算法作为其调制策略;同时,采用高低频结合的占空比直接分配法来分配各个功率单元的占空比,以此来降低系统的等效开关频率,减小开关损耗;另外,引入调制度扩展算法来扩大其线性调制范围,提高系统的直流侧电压利用率。其次,本文提出相间功率主动控制策略来实现相间功率的精准分配;针对该方法控制范围小的问题,本文提出功率控制范围扩展算法来提高系统的功率控制能力;同时,本文在此基础上进行进一步改进,提出优化的功率控制范围扩展算法,来实现系统功率的最优控制。另外,本文还对三种方法的功率控制极限进行分析和对比。最后,在Matlab/Simulink中构建仿真模型,在实验室条件下搭建实验平台,对本文所提出的拓扑和控制策略的可行性和有效性进行验证。