随着可再生能源的不断发展,光伏系统和风电系统接入电网的规模在日益增大,作为光伏系统和风电系统中的重要装置,三电平并网变换器正逐渐地取代两电平并网变换器成为优选,更广泛地应用于可再生能源并网系统以及大功率传动系统中。实际中由于输电线路阻抗存在不平衡或用电负载不平衡等常常导致电网发生不平衡情况,而电网电压的不稳定使得新能源发电系统在并网运行中面临巨大的挑战。本文将三电平三相并网变换器作为研究对象,首先对三电平变换器的工作原理进行分析,研究电网不平衡情况下变换器控制目标的实现,同时对变换器直流侧中点电压波动进行分析,并在此基础上提出改进的调制策略实现中点电压平衡。首先,对三电平并网变换器的工作原理进行分析,之后展开研究三电平变换器所固有的中点电压波动问题,推导电网平衡情况下的中点电流公式,对中点电压谐波进行分析。同时,对传统的中点电压平衡调制算法进行研究,分析影响其有效性的关键因素,为后续的分析提供基础。针对电网不平衡情况下变换器所需实现的几个控制目标问题,建立电网不平衡情况下三电平变换器的数学模型并进行瞬时功率分析,由网侧瞬时功率分析和直流侧瞬时功率分析得到的结果确定三电平变换器的控制结构,之后根据不同的并网控制要求分别实现三相并网电流平衡、抑制有功功率波动、抑制无功功率波动、抑制直流侧母线电压波动四个控制目标,最终通过仿真进行验证。针对电网不平衡情况下的中点电压波动问题,将电网平衡情况下的中点电流公式推导至电网不平衡情况,并进行中点电压谐波分析,对电网不对称度以及无功对中点电压的影响进行研究。同时,研究电网不平衡情况下传统中点平衡算法的局限性并对其进行改进,提出仅使用零矢量、小矢量和大矢量进行调制的中点电压平衡策略。最后在MATLAB/Simulink上对传统中点平衡算法和改进的中点平衡调制算法进行仿真分析,在单位功率因数和存在一定无功两种情况下验证改进调制算法的有效性。