在光伏并网发电系统中，光伏逆变器是连接光伏阵列与公共电网的桥梁，它的性能直接影响着整个光伏发电系统的性能和效率。在传统的光伏逆变器拓扑结构中，为了实现光伏逆变器输入输出功率的解耦，都需要在光伏逆变器直流侧并联一个容量足够大的电解电容。但是，大容量电解电容的引入不仅使得光伏逆变器损耗大，可靠性低，而且也使得光伏逆变器存在体积大，寿命短等缺点，使得光伏逆变器与光伏阵列的使用寿命严重不匹配，这严重影响了光伏逆变器的应用与发展，进而影响了整个光伏产业的推广与发展。本文以研究长寿命光伏逆变器为目标，针对导致光伏逆变器使用寿命短等问题的电解电容，研究用长寿命小容量的薄膜电容代替电解电容的无电解电容光伏逆变器，以促进光伏产业的发展。文中详细分析了光伏逆变器中解耦问题产生的原因，推导得出了在光伏阵列输出功率和电网电压频率不变的条件下，直流母线侧解耦电容的大小只与电容电压平均值和电压纹波的大小有关，而与其它各量均无关的结论。根据结论设计出了一台基于多级式高频变压器隔离的电容优化的光伏并网逆变器，并提出了一种基于PR控制器的电容电压外环并网电流内环的双闭环控制策略，同时为了防止并网电流中直流分量注入电网，引入了虚拟电容控制。在MATLAB/Simulink环境下对所设计的光伏逆变器及其控制系统进行了建模仿真，仿真结果表明了本文设计的合理性与有效性。