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当今，能源资源的日益减少和环境污染日益严重的问题已经受到全世界范围内的重视，新能源的发展迫在眉睫。光伏发电作为一种取之于太阳能的无污染发电方式，近年来在世界各国的发展趋势非常迅猛。逆变器是光伏发电系统中的核心器件，与传统的桥式逆变器相比，Z源逆变器因其独特的网络特性具有可实现升压变换、允许逆变器工作于直通状态等优点。Z源逆变器提供了一种高效、可靠且低成本的单级电压逆变方案，特别适用于光伏发电等新能源发电系统。 本文以电压源型Z源逆变器（VMZSI）为研究对象，通过分析其工作原理、开关模式、换流过程说明电压源型Z源逆变器具有可升压、不存在死区时间、波形质量好等优点。在对VMZSI进行分析的过程中，发现传统的VMZSI存在电压变换能力有限、电路体积较大及启动冲击电流大等缺点。针对这些缺点，提出了一种改进方案，使VMZSI的升压能力得到了提升，并大大减小了启动初期Z源网络电容上的冲击电流，使VMZSI的性能得到了优化。然后通过PWM信号开关流图法对Z源网络建模，得到了Z源网络的动态模型和稳态模型，并对改进的VMZSI进行了闭环控制系统的设计，根据电路结构和控制目标将控制系统分为电流环闭环系统、Z源电容电压闭环系统和PV阵列输出电压环三部分。 其次，对该改进型VMZSI的主电路参数进行了设计选取。以满足输入电流连续的临界条件及电流纹波的要求设计前级电感；以抑制电容电压中的高次谐波的原则设计Z源电容；以满足非谐振最小值和抑制纹波的原则设计Z源电感；以满足电流快速跟踪和抑制谐波电流的原则选择交流侧电感，从电压应力和电流应力两个方面来选择功率器件。 最后，为了验证该改进型VMZSI的可行性，本文在Simulink软件中对其进行了仿真模型的搭建并研发了了一套100W的改进型单相电压源型Z源光伏并网逆变器。从仿真结果和实验结果来看，并网电流的跟随特性良好，与电网电压同频同相，满足单位功率运行的要求，且改进型VMZSI的升压能力强于常规型VMZSI。