随着传统化石能源的日益枯竭和环境污染问题的加剧，能源与环境成为了各国关注的重要问题。为了实现可持续发展，研究开发和利用清洁的可再生能源成为了社会发展的必然需要。光伏发电技术作为新能源技术中的重要研究方向，受到了社会的广泛关注。光伏并网系统中一个重要的组成部分就是逆变器，传统逆变器自身拓扑的局限性会对其性能产生不良影响。Z源逆变器是近年研究开发出的一种具有新型拓扑结构的逆变器。Z源网络的特殊拓扑结构可以弥补传统逆变器可靠性差、控制存在死区、效率低等缺陷。论文主要是设计基于Z源网络的400W单相光伏并网逆变器。论文首先对所设计的逆变器的具体应用背景—光伏建筑一体化技术进行介绍。通过对传统电压型逆变器的拓扑结构与应用的分析，说明了传统电压型逆变结构具有不能升压、可靠性低、控制中存在死区、波形质量差等缺陷，并阐述了Z源网络的基本升压原理和Z源逆变器的基本调制方法。采用状态空间平均法对Z源逆变器进行数学建模，得到小信号模型。推导Z源电容与电感，并网电感和滤波网络的参数设计公式，根据应用的具体要求确定了相关参数值，为后续的仿真分析和实验验证打下了基础。根据Z源逆变器的拓扑结构特点和光伏并网逆变器的并网要求，设计了基于Z源网络的单相光伏并网逆变器的控制系统。将逆变器的整体控制系统分成三个闭环分开控制: MPPT控制环，直流电压控制环，并网交流电流控制环。MPPT控制采取恒定电压跟踪法和扰动观察法结合的方式。设计了超前校正补偿，可以稳定Z源网络电容电压从而提高系统的稳定性。并网电流控制主要采用准PR控制与单周期电容电压调节法相结合的方式，实现并网功能。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型进行仿真分析，验证控制策略的有效性。基于DSP TMS320F2812设计制作了基于Z源网络的400W单相光伏并网逆变器的实验样机。实验结果表明，正常工况时，实验样机的输出功率为400W，输出电流与电网电压同频同相，满足单位功率因数运行，符合设计要求。将样机的实验波形与仿真模型的仿真波形进行对比分析，两者基本吻合，说明了实验的合理性，也对论文的理论研究起到了支持作用。本文的创新点在于：1)推导基于Z源网络的400W光伏并网逆变器中的Z源电容与电感、并网电感、滤波网络的计算公式，根据实际要求确定参数值。2)设计了单相Z源光伏并网逆变器的三环控制系统，MPPT控制采取恒定电压跟踪法和扰动观察法相结合的方式，提高太阳能利用率；Z源网络升压控制采用超前校正补偿，提高系统稳定性；并网电流控制采用准PR控制与单周期电容电压调节结合的方式，实现并网功能。3)使用DSP作为控制芯片设计制作了基于Z源网络的400W单相光伏并网逆变器实验样机，完成了硬件部分和软件部分的设计与制作。实验样机输出电流与电网电压同频、同相，处于单位功率因数下工作，各项指标符合设计要求。仿真和实验结果验证了控制策略的有效性。