在“碳中和”的目标背景下,电网中的可再生能源比例不断增加,使得传统电网面临着功率波动加大、惯性和阻尼缺失等问题。模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）因输出谐波含量低、电压等级易拓展等优势被广泛应用于中高压场合。在此基础上,加入储能环节,可有效平抑并网功率波动,结合虚拟同步机控制算法,可以实现惯性和阻尼的提升。然而传统集中式和分布式储能型MMC存在储能功率不灵活、系统控制复杂等不足。为此,本文采用超级电容作为储能单元,提出一种局部储能型模块化多电平换流器（modular multilevel converter with partily energy storage system,MMC-PESS）,并对其拓扑和控制策略展开研究。文中首先分析MMC-PESS的拓扑、工作原理和调制方式,并对系统的运行工况进行总结。其次建立其数学模型,分别研究了整流和逆变两种工况下系统的储能占比与储能功率之间的关系。接着从系统底层研究了子模块电容电压均衡和环流抑制策略,在系统顶层根据逆变和整流两种工况,给出了与之对应的虚拟同步发电机和虚拟同步电动机控制策略,从而实现输出惯性和阻尼的提升,增强电网的稳定性。针对系统内众多超级电容的荷电状态（state of charge,SOC）不一的问题,分别从相间、上下桥臂和桥臂内部三个维度研究了SOC均衡控制策略。然后,在MATLAB/Simulink中建立了MMC-PESS的仿真模型,分别对上述控制策略、储能占比与储能功率的关系进行验证。最后,在实验室搭建了一台三相五电平的MMC-PESS小型样机,详细分析了样机元器件选型依据和控制系统设计思路,并在实验样机上对所提拓扑、控制策略和储能占比理论进行验证。结果验证了所提的MMC-PESS拓扑及其相应控制策略的有效性。MMC-PESS可以有效实现电网内削峰填谷、频率调节,在未来能源互联网中有着广阔的应用前景。