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随着经济的持续增长以及人们对能源的需求越来越大，能源短缺和环境危机日益严重。太阳能作为一种清洁能源得到广泛的关注，而太阳能并网发电技术作为其中的重要课题之一得到了快速发展。本文在分析了光伏并网发电相关技术基础上，设计了一种适用于中小功率的非隔离型单相光伏并网发电系统，主要包括以下几个方面内容：
首先，介绍了论文的研究背景，概述了光伏发电领域的国内外研究现状以及发展趋势。
其次，针对三电平在改善波形质量、减小系统重量和体积方面有很大优势，在总结光伏并网发电系统的拓扑结构基础上，研究了一种混合三电平两级式电路结构，前级DC/DC部分使用带旁路二极管的Boost电路，后级DC/AC部分使用混合三电平逆变电路，重点分析了PWM升压模式和旁路二极管模式的电路工作原理。
再次，分析了光伏电池组件非线性特性，总结了几种常见的最大功率点跟踪算法，并研究了定电压起动的扰动观察法跟踪策略。比较分析了常用的几种并网电流控制方法，讨论了抑制混合三电平逆变器出现两电平的预测电流控制方法。研究了系统分别工作在单级电路结构和两级电路结构上的控制方式。
接着，设计了整个主电路的参数，介绍了英飞凌16位高性能单片机XE164FM的基本特点，重点介绍了ADC采样单元与PWM发生单元的工作原理及其操作方法，设计了信号采样单元和调理单元，给出了软件程序设计流程图。
最后，利用PSIM仿真软件对本文的电路结构和控制算法进行了仿真验证，在此基础上，完成了一台1kW光伏并网发电系统样机。实验结果表明，本文设计的非隔离单相光伏并网逆变器在并网电流THD、功率因数等技术性能指标方面均达到设计要求，达到了预期设计目标。