本发明提供一种大功率模块化多电平锂电池储能变流器装置，包括主功率模块和硬件控制系统，主功率模块采用模块化级联结构，高压电网接入该储能变流器装置后，每相主回路按照电压等级分为10-30个子电平模块，每相的多个子电平模块相互级联；每级子电平模块包括H桥储能变流器模块、储能锂电池和底层控制器；各个子电平模块的底层控制器采样各自的电池电压、电流和温度等信息传输至硬件控制系统；硬件控制系统包括相互连接通信的主控制器DSP、辅助控制器FPGA和上位机控制系统。本发明提供的一种大功率模块化多电平锂电池储能变流器装置，把电池储能系统分为多电平模块，可较容易实现MW级或10MW级以上规模锂电池储能。