为解决高速铁路牵引供电系统中的负序、谐波电能质量问题，提出了一种基于YNvd平衡变压器的多电平铁路功率调节系统。采用由4个多电平级联型H桥链与滤波电感组成的多电平铁路功率调节器MRPC(multilevel railway power conditioner) ， 并将MRPC一侧直接连接于YNvd平衡变压器二次侧β相分接头，取代了通过降压变压器连接于供电臂的传统方法，减少了系统成本。分析了该系统的拓扑结构、等效模型及补偿原理，并根据补偿原理提出一种由指令电流跟踪、环流抑制与链节电压平衡3层组成的分层控制策略，最后通过仿真验证了所提理论的可行性与有效性。