近年来,太阳能光伏发电发展迅速,但同时存在着诸多问题和挑战。如:串联配置的光伏电池串以及光伏组件在阴影或其它失配条件下会损失很多功率,严重时会产生热斑。开关电容均衡器可以解决光伏系统中由阴影遮挡或其它原因导致的不匹配问题。针对传统结构光伏组件在失配条件下存在输出功率低的问题,提出了一种基于开关电容的光伏功率均衡器。本文详细地分析了开关电容功率均衡器的工作原理,建立了其插入损耗模型,并对功率均衡系统进行了设计。在MATLAB中建立了系统仿真模型,通过不同失配程度下的仿真,研究了开关电容均衡器的插入损耗模型和均衡组件的输出特性。仿真结果证明了开关电容均衡器能够提升失配条件下光伏组件的输出功率和改善组件的最佳工作点,且验证了其插入损耗模型。搭建了实验平台,对开关电容均衡器的损耗进行了测试,展开了传统组件和均衡组件输出特性对比研究。实验结果验证了插入损耗模型的正确性,同时表明开关电容均衡器对于失配光伏组件输出功率的提升量随着失配程度加深先增大后减小。实验结果表明,相较于传统并联旁路二极管光伏组件,使用开关电容功率均衡器的光伏组件在失配情况下平均能够提升12.47%的最大输出功率。