随着人类社会的发展,能源消耗日益增长。传统化石能源储量有限,其带来的污染问题受到公众的广泛关注。太阳能作为可再生能源的一种,近年来已被广泛利用。光伏逆变器作为光伏电池与公共电网的接口,在光伏发电系统中扮演着重要角色。在中小功率分布式光伏发电系统中,光伏逆变器主要采用单相结构。效率和功率密度是单相光伏逆变器重要指标。目前市场上的主流单相光伏逆变器均采用硬开关逆变拓扑,开关频率受器件开关损耗限制一般在20kHz以内,无法获得较高的效率和功率密度。软开关技术能有效减少硬开关电路中的开关损耗,是追求高效率高功率密度的一种解决方案。对单相软开关逆变拓扑的研究已开展多年,其中直流环节谐振型逆变电路具有最简单的电路结构。直流环节谐振型逆变拓扑实现零电压开关的原理是将逆变桥臂电压周期性的谐振至零。为实现这一目标,必须控制辅助开关配合逆变桥臂开关的动作。本文提出了一种新型零电压正弦脉冲宽度调制方式(ZVS-SPWM),包含谐振环流能量控制的算法,使单相有源箝位ZVS-SPWM逆变拓扑中所有开关器件都实现零电压开通,降低开关损耗并提升开关频率,实现了较高的转换效率。着重分析了基于零电压调制方式的电路工作过程,推导了实现软开关的条件,提出了单相有源箝位ZVS-SPWM逆变拓扑谐振参数的设计准则。为了将单相有源箝位ZVS-SPWM逆变拓扑应用与光伏并网发电系统中,本文建立了单相有源箝位ZVS-SPWM逆变器的共模电流模型,分析了零电压调制方式、共模电感、光伏电池寄生电容这三个因素对单相有源箝位ZVS-SPWM逆变器共模回路阻抗的影响。设计了 一种共模电感结合旁路电容的共模滤波器,抑制了单相有源箝位ZVS-SPWM逆变器的对地漏电流,使其能适用于非隔离型光伏并网发电系统。本文建立了基于零电压调制方式的单相有源箝位ZVS-SPWM逆变器损耗模型,根据损耗模型对逆变器硬件参数进行了优化设计。重点分析超级结MOSFET输出电容和并联谐振电容的影响。零电压调制方式还会加重死区效应,通过建立零电压调制方式输出电压开关周期平均模型,提出一种改进的零电压调制方式,有效减少输出电流低次谐波,改善电能质量。基于本文研究内容,设计了 3kW单相软开关光伏并网逆变器。采用两级式结构,前级拓扑为硬开关Boost电路,后级拓扑为单相有源箝位ZVS-SPWM逆变电路。设计了 3kW单相软开关光伏并网逆变器的控制系统,组建了 30kW分布式光伏并网发电系统,对10台3kW单相软开关光伏并网逆变器进行长时间光伏发电测试,验证了单相软开关光伏逆变器的功能。