本发明公开了一种三电平SNPC变流器系统及两段式模型预测控制方法，系统包括公共模块和独立模块，所述公共模块包括串联连接的四个开关管，所述四个开关管的中点与直流侧电容中点连接；所述独立模块包括并联连接的三相桥臂，每相桥臂包括两个串联连接的开关管，各相桥臂中点经滤波器与交流负载连接。方法包括：将采样得到的网侧电压和电流作为控制系统的输入，经模型预测控制算法处理后，预测出下一时刻的参考电压值。基于双矢量进行两段式矢量调制，实时合成预测得到的参考电压值，输出PWM控制信号。本发明使用两段式模型预测控制的方法，可以提高输出电流的电能质量；模型预测控制准确预估下一时刻的电压值，降低控制器延时对系统的不利影响。