进入新世纪以来,全球能源匮乏,中国能源短缺问题也日益凸显。为了解决全球能源危机和实现中国经济可持续发展,新兴能源产业的发展势在必行。光伏储能技术是分布式能源、智能电网、能源互联网发展的必备技术;也是解决常规电力削峰填谷,提高常规能源发电、输电效率、以及安全性和经济性的重要技术支撑。光伏储能逆变系统,可以提高能源的利用率,在一定程度上缓解了我国能源紧张的问题。论文研究了单相光伏储能系统的组成架构,主要由电池充放电电路、MPPT控制电路和双向逆变电路这三部分组成。针对传统的两级式双向充放电电路设计复杂、成本高、性价比低的缺点,本文设计了基于并-串型组合式双有源桥电池充放电电路方案,与传统采用两级式架构的充放电电路相比,可以提升能量变换效率,有助于提高产品功率密度和性价比。论文针对MPPT控制器,研究了一种新型的ZVT-Boost PWM电路,分析了它的工作原理及其最大功率点跟踪控制方法,并为电路中的主开关管和辅助开关管给出了脉冲控制信号的软件配置方法,以实现两开关管的软开关,有助于提高系统的能量变换效率。针对单相光伏储能系统中双向逆变电路,论文研究了单相全桥双向逆变电路的工作原理、调制方法和控制方法,通过单相全桥双向逆变电路实现并网发电、离网逆变及高功率因数整流功能。并网发电可将光伏组件的能量送入电网,必要时也可将储能电池的能量送进电网;离网逆变将电池或光伏组件的能量送给负载供电;高功率因数整流实现电网为电池的充电,同时满足电网侧单位功率的要求。针对光伏储能逆变器在微网和分布式发电场合下的应用,论文研究了包括通用模式、离网模式、备用模式和经济模式的光伏储能系统的能量管理策略,将储能系统的三部分电路协调工作,并重点研究了后备负载供电的工作方法和控制实现。论文在并-串型组合式双有源桥电路实现充放电功能的基础上,设计了 一种宽适应性充放电电路。在电池电压较高应用场合下,通过两个继电器的常闭触点切换实现电池侧全桥电路的串联,而在电池电压较低场合下,通过两个继电器的常开触点实现电池侧全桥电路的并联,两种应用场合均具有高效率。论文还研究分析了光伏储能系统中的绝缘阻抗保护电路及漏电检测保护电路,以实现系统运行的安全可靠性。最后,论文搭建了 4.6kW单相光伏储能逆变系统的实验样机,给出了电路主要参数的设计方法,对可逆变换器电路给出了控制参数的整定方法,和安全保护电路的设计方法。通过实验,验证了论文所用理论的可行性和设计的正确性。