本发明涉及一种多电平光伏发电系统拓扑结构及其控制方法，包括M个光伏阵列及其升压型DC/DC变换器、3n个隔离型反激式DC/DC变流器以及3n个H桥电压源逆变器；通过采用超级电容直流母线电压控制器、光伏阵列有功功率计算方法及dq同步坐标系统电流跟踪控制，得到H桥级联多电平电压源逆变器A、B、C三相第1个到第n个H桥电压源逆变器的PWM控制信号；通过隔离型反激式DC/DC变换器控制方法，得到第wk个隔离型反激式DC/DC变换器电力电子开关S₂的PWM控制信号；通过光伏阵列升压型DC/DC变换器控制方法，得到j个升压型DC/DC变换器电力电子开关S₁的PWM控制信号。有益效果在于，克服了现有大规模光伏发电系统接入电网时使用的工频升压变压器体积大、成本高的缺点。