模块化多电平换流器因其自身的结构特点，与其他种类的换流器相比具有各方面的优势，因此模块化多电平高压直流输电代表着未来高压直流输电的发展方向。然而其尚处于起步阶段，因此仍存在一定的问题，比如模块化多电平换流器的调制控制和桥臂环流分析等。本文在研究了模块化多电平换流器以及其应用的高压直流输电系统的拓扑结构和控制策略的基础上，对这些问题展开了相应的研究。　　首先，在与现有的两种典型的调制算法（载波移相调制法和最近电平逼近法）对比的基础上，提出了一种新型可变积分双循环映射调制算法，经过分段处理、预设输出和积分调制，并通过双循环映射选择策略得到最终的调制信号。该算法开关损耗低，输出电压的谐波畸变小，且能很好地抑制悬浮电容的电压波动。除此之外，该算法还易于实现，动态调节能力强。通过MATLAB/SIMULINK对两种典型的调制策略和提出的新型调制算法进行仿真，仿真结果验证了该新型调制算法的有效性和正确性。　　其次，提出了一种模块化多电平换流器桥臂环流分析方法。当上下桥臂完全对称时，可利用待定系数法对已提出的描述桥臂环流稳态特性的积分方程进行求解，从而得到其稳态解析式。而对于桥臂不对称情况，则解出与之相关的二阶微分方程，从而得到了桥臂不对称时的稳态解析式。利用得到的稳态解析式，进一步得出了悬浮电容电压波动的稳态解析表达式，并对环流的谐振特性进行了相应的分析。除此之外，还阐述了器件选择的相关原则。通过MATLAB/SIMULINK对环流分析和谐振分析进行仿真，仿真结果验证了理论的正确性和有效性。　　最后搭建了五电平单相模块化多电平换流器硬件平台，进行了本文环流分析理论所涉及的相关实验，包括表达式验证和谐振特性验证。实验结果与仿真结果符合完好，进一步证明了环流分析理论的正确性和有效性。