以光伏发电为代表的新能源发电对变流器的效率与电能质量提出了较高的要求,而多电平逆变器在提升电压等级、降低输出电流纹波方面具有明显的优势,同时,在逆变器中引入储能环节可以有效解决光伏发电波动性和不连续性问题,从而保证电能的持续可靠输出,因此,具有储能功能的多电平逆变器在光伏发电系统中具有广泛的应用前景。光储发电系统的研究近年来主要侧重于光伏、储能独立的结构,而将储能环节融合于光伏逆变器拓扑中则少有研究,本文以此为重点展开了研究,希望能寻求一种光伏储能系统设计的新思路,主要内容包括:(1)以有源中点箝位五电平拓扑结构和工作原理为基础,设计了电路拓扑里包含储能环节的光储逆变器发电系统方案,并用载波层叠和载波移相两种方法实现了逆变器的调制,最终选择了适用于硬件控制系统的载波移相调制方法。(2)针对该逆变器拓扑的控制方法开展了研究,提出了利用分配直流侧电容充放电权重来解决直流侧电容中点电位平衡问题的方法和储能环节充放电的控制方法。利用MATLAB-Simulink仿真软件对基本的控制策略,如直流侧中点电位平衡策略、超级电容充放电策略、超级电容电压控制策略及预充电策略进行了仿真验证。(3)对硬件主电路和控制系统进行了设计,研究了主控制器DSP和辅助控制器CPLD主要功能和实现方法,提出了系统离网运行的控制策略。(4)搭建了一台单相五电平光储逆变器样机,利用实验平台对调制策略和基本的控制策略进行了验证,给出了离网工况下的实验波形,验证了光储逆变器方案可行性。