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中性点箝位型(Neutral Point Clamped—NPC)三电平逆变器是由Nabae等人于1981年提出,相较于传统两电平逆变器,NPC三电平逆变器具有非常多的优势,在中高压交流传动、柔性输配电、光伏发电并网等领域具有非常好的应用前景。但中点电位不平衡问题是NPC三电平逆变器一直以来研究的热点问题。中点电位的不平衡会造成输出电压畸变、开关管上的电压过高等诸多问题,因此必须采取措施保证NPC三电平逆变器的中点电位平衡。传统的中点电位平衡方法主要分为硬件中点电位平衡方法以及软件中点电位平衡方法,其中软件中点电位平衡方法由于不需要增加额外的硬件设备、成本较低而且控制更加灵活,引起了学者的广泛研究。传统的软件控制方法有最近三矢量法(NTV)和虚拟空间矢量法(VSVPWM)。NTV方法利用冗余小矢量对中点电位的控制作用平衡中点电位,有着原理清晰、计算简单的优点,但系统在调制度较高、功率因数较低的情况下,无法平衡由中矢量引起的中点电位偏差,从而产生较大的中点电位低频波动;而VSVPWM根据虚拟矢量合成的原理,利用不产生中点电位偏移的虚拟合成矢量代替中矢量,能从根本上消除了中矢量引起的中点电位低频波动。但传统VSVPWM的缺点也很明显,那就是不能主动控制已经存在的中点电位偏移,并且由于增加了参与合成的矢量,开关频率较高。针对传统VSVPWM存在的不足,本文提出了带中点电位主动控制的改进VSVPWM和低调制度下降低开关频率的VSVPWM。带中点电位主动控制的改进VSVPWM在存在较大中点电位偏移时,能够快速控制中点电位平衡;而低调制度下降低开关频率的VSVPWM,在调制度n≤0.5时,能够在快速控制中点电位偏移的同时大大降低开关频率,并且结构简单、计算量较小,具有较强的实用价值。NPC三电平逆变器采用重复控制闭环控制策略能够有效抑制周期性扰动,但传统重复控制动态响应慢、无法有效抑制非周期性扰动,针对这一问题研究了比例控制和重复控制相结合的改进重复控制策略,改进的重复控制策略较大的提升了系统的动态响应速度。论文对改进重复闭环控制策略以及闭环下的两种改进VSVPWM调制方法进行了建模和仿真,仿真结果表明采用改进的重复控制闭环控制策略的NPC三电平逆变器系统具有优良的动、静态性能,并验证了两种改进的VSVPWM的正确性。