传统能源带来的环境污染以及能源匮乏问题日益严重,太阳能因其清洁丰富的优点成为可再生能源中的重点研究对象,与此同时,太阳能发电技术以其高效、无污染、不受资源分布地域限制等优点得到广泛的关注。本文针对光伏并网系统中单个光伏电池板输出电压过低难以升压得到与市电并网的直流母线电压问题,提出了一种将单个光伏电池板20V输出电压通过大升压比DC/DC变换器连接至400V直流母线,之后再经逆变电路将400V直流母线电压实现并网逆变的两级式并网逆变器电路拓扑。该拓扑前级采用一种交错型结构和二极管-电容倍压单元(Diode–capacitor Multiplier,DCM)组合的倍压电路大升压比DC/DC结构,实现高增益和最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制;后级采用无桥臂直通风险的双Buck逆变结构,利用电压电流双闭环、数字锁相控制方法实现逆变并网。另外,该拓扑采用高频开关控制以顺应逆变器高开关频率和高功率密度的发展趋势。本文将从电路拓扑结构和控制策略等问题展开深入的研究分析。具体内容包括:首先,对前级高增益高效率电路拓扑的工作原理进行详细分析,通过电压增益的计算初步验证了电路具有20倍增益的正确性;建立光伏电池的数学模型,并在PSIM环境下搭建了仿真模型,仿真分析了不同光照和温度条件下的输出特性;介绍了几种典型和智能的最大功率点跟踪控制算法,其中,经过仿真分析传统电导增量法和变步长电导增量法,验证了后者的优越性能。其次,对后级双Buck逆变电路拓扑的选取和工作原理进行了详细阐述,其调制方式为不对称单极性SPWM调制技术,电路具有高频驱动信号无死区时间和输出电流畸变率小的优点;为了保持直流母线电压的稳定并实现并网电流单位功率因数控制,双Buck电路采用了一种电压外环PI控制和电流内环PR控制的双闭环控制策略;针对PR控制器存在的非基波频率区域增益小的问题,引入电压前馈环节来抑制电网电压对并网电流的影响,同时对控制策略建模分析,设计了控制参数;另外,介绍了锁相环技术的原理以及给出了数字锁相环的实现方法。最后,基于控制芯片TMS32F28335,详细介绍了主电路参数的设计与选型,控制系统硬软件部分的设计;根据前文的理论分析,搭建了基于光伏面板20V输入的倍压电路大升压比双Buck光伏并网系统的仿真模型,对前级采用的扰动观察控制算法和后级采用的SPWM双闭环控制策略进行仿真验证,仿真结果验证了本文提出的逆变器系统在高变比、并网高质量等方面的优越性;另外搭建了400W的实验样机,通过实验结果进一步验证了理论分析的可行性。