本发明提供了一种储能系统的多电平变换器及SOC自均衡调制方法。该电路由若干个电池模块和1个H桥变换器组成。每1个电池组配置了3个功率开关器件，每个电池模块中的开关器件工作于较高的开关频率，以提供所需的输出电压。H桥变换器工作于电网频率，只用于改变输出电压的极性。本发明在拓扑结构上，为每个电池组配置3个功率开关器件，实现电池组之间的灵活串并联切换，从而使变换器能输出多种电平；在调制方法上，通过在输出电压较低时，将尽可能多的电池组并联运行，在降低电池内阻损耗的同时，实现各电池组之间的SOC自动均衡。