光伏发电作为新能源发电的主要形式得到迅速发展。光伏逆变系统的性能对光伏发电系统(Photovoltaic Power Generation System,PVPS)电能质量的优劣具有决定性作用。本文针对两级式光伏逆变系统的分数阶建模与控制展开研究,主要研究独立运行模式下分数阶化的光伏逆变系统的稳定性和动静态性能。实际电路中存在的电感和电容都具有分数阶性质,本文利用分数阶微积分算子的Oustaloup离散化方法和网络函数的无源网络综合法,建立任意分数阶电感和分数阶电容的等效模型。在此基础上提出分数阶L_αL_m C_β谐振变换器,具体分析其直流特性与分数阶电感阶次?和分数阶电容阶次?之间的关系,并研究其分数阶谐振电路的性质。鉴于两级式光伏逆变系统中储能元件的分数阶特性,分数阶建模可以更加准确描述实际系统的性质,本文分别建立前级Boost变换器和后级三相逆变器的分数阶数学模型和小信号模型,并分析分数阶电感和分数阶电容阶次对系统的影响。为减小负载波动和环境干扰等因素对系统输出电能质量的影响,引入分数阶控制理论,分数阶Boost变换器的电压电流双闭环采用分数阶PI~λ控制器,形成Boost变换器全分数阶化系统。三相逆变器采用基于分数阶PI~λ控制器的V/f控制策略,进而建立分数阶PI~λ控制的光伏逆变系统。利用MATLAB/Simulink仿真平台分析系统的稳态和动态性能,验证分数阶PI~λ控制器相比于传统PI控制器具有更好的灵活性和鲁棒性,可以提高系统的控制性能。最后,本文在理论研究和仿真分析的基础上,采用DSP和FPGA作为控制系统的主控芯片,搭建由Boost变换器和三相逆变器构成的两级式光伏逆变系统实验平台,并通过实验验证理论分析的合理性以及分数阶PI~λ控制系统的优良性能。