并网变流器在日常的生产生活中得到了广泛的应用，例如光伏发电系统，有源电力滤波器及无功补偿等领域。通过多电平技术提高并网变流器的工作效率与输出质量成为并网变流器拓扑结构研究的重点。同时降低并网变流器的开关频率，提高其工作效率也成为较热门的研究方向。本文从并网变流器的拓扑结构及控制方法中的几个问题入手，进行了以下研究：
首先，本文提出了适用于光伏系统中的新型5电平变流器拓扑结构。通过在现阶段常用3电平并网变流器的基础上，提高输出相电压的电平数，从而降低输出电压的THD，提高其输出质量。针对新型拓扑结构的特点提出了对应的控制及调制算法，并通过实验验证了该5电平电路及对应控制算法的有效性与可行性
其次，针对常用的二极管钳位型三电平电路与T型三电平电路，通过仿真，对比计算了其在输出有功功率及谐波电流时的工作损耗。首先，在输出有功功率时，通过在不同开关频率下对两种电路进行仿真，详细对比了两种三电平电路的损耗情况。然后通过在输出特定次谐波电流的情况下，两种电路的损耗功率对比，得出了T型三电平电路在输出谐波电流时工作效率较高的结论。
再次，基于等效开关周期平均的思想，建立了级联H桥电路的平均模型，及其对应的仿真模型。该仿真模型在保证仿真精度的基础上，通过平均模型及其对应简化模型的思路，减少了计算量，从而大大提高了仿真速度，使得该方法具有很好的工程实用性。接着，对采用载波相移调制方法的级联H桥电路，深入分析了其在较低开关频率下，载波相位影响模块输出基波电压精度的机理，并根据以上分析，提出了前馈补偿这一误差的方法。
最后，针对较低开关频率下，LCL并网变流器的工作特点，讨论了LCL三电平并网变流器工作在1kHz开关频率下出现的问题，并采用有源阻尼及改进后的数字调制方法设计了其控制及调制系统。通过仿真与实验验证了所提出的系统可以保证并网变流器在1kHz开关频率下稳定的工作，且并网电流达到要求。