本发明公开了一种级联多电平逆变器无功补偿系统及控制方法，系统包括主回路、检测回路和控制回路，主回路由级联H桥逆变单元、滤波电抗器、充电电阻和控制开关组成；检测回路由第一至第二电流传感器、第一至第二电压传感器、各级联功率单元直流侧电压传感器和外部A/D采样电路组成；控制回路由数字信号处理器、实现脉冲分配的现场可编程门阵列和实现主控与功率单元之间通讯的光通讯电路组成。本发明系统无需增加额外的功率电路不仅可以实现系统输出总的有功和无功电流的控制，还可以分别控制每个模块吸收的有功功率从而实现每个级联功率单元直流母线电压的平衡控制，不仅降低了系统硬件成本，提高了系统的可靠性。