随着电力电子技术的不断发展,其对我们日常生活和经济的发展产生了积极的影响,得到国内外的普遍重视。多电平逆变器凭借其转换效率高,输出电能质量高、输出谐波成分少,电压应力低等优点使越来越多的国内外学者把目光转向了多电平变换器的研究。目前在太阳能和风能等新能源发电的使用中都大量使用了多电平逆变技术,同时在传统的电能质量综合治理等中高压、大功率领域中多电平变换器也是其中的关键一环。本文将对有源中点钳位三电平逆变器（ANPC）的器件损耗分布不均衡和中点电位波动较大等问题进行研究。本课题将从以下几个方面开展研究:（1）ANPC三电平逆变器损耗的均匀分布。传统的调制策略中由于ANPC三电平逆变器的拓扑结构的限制使得内部器件承受较多的损耗,会使其发热较为严重影响设备的正常工作甚至会损坏设备。本文分析了逆变器在不同换流过程中的损耗分布,拟提出新的调制策略能有效地控制损耗在功率器件中均匀分布;通过与传统调制方法损耗的分布进行比较验证新算法的优越性和可行性。（2）ANPC三电平逆变器的改进模型预测控制。通过该拓扑的工作原理分析直流侧中点电位波动的原因,研究了中点电流对中点电位的影响。在此基础上本文通过空间电压矢量（SVPWM）七段式调制的原理结合有限控制集模型预测控制算法（FCS-MPC）,通过当前时刻输出负载电流与下一时刻参考电流预测参考电压矢量,使得输出负载电流具有较好的跟踪性能;通过SVPWM原理对参考电压所在区域的开关序列进行选取,降低了算法的计算量。同时对七段式控制方法中电压矢量相同而中点电流方向不同的两个开关状态作用时间来控制中点电位的平衡,抑制电位波动,提高电能质量;同时通过开关序列的选取也解决了传统算法中电压跳变,开关频率不固定的劣势。（3）基于优化算法的ANPC三电平逆变器中点电位平衡模型预测控制策略。在上述研究的基础上,为了更好的控制中点电位的平衡加入了优化算法。在上述研究中通过当前时刻输出负载电流与下一时刻参考电流预测参考电压矢量不一定是控制电位平衡的最优电压矢量,因此在本部分中通过在以参考电压矢量为圆心的r为半径的区域内寻找最优电压矢量用于控制中点电位的平衡;在该方法中用最优电压矢量和参考电压矢量的偏移范围,即r的取值范围来控制输出电流质量。经仿真验证在该方法下能进一步进行对中点电位波动的抑制。