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可再生能源对全球能源危机的缓解以及对相应环境问题的改善所起的作用，已经变得越来越不可替代。光伏并网发电也日渐发挥着它的作用，但是高成本、低效率以及不能适应更大范围的直流输入电压等问题是传统工频降压逆变器等面临的主要问题。为了满足对大范围直流输入电压适应性的要求，逆变器大多采用DC-DC变流器和传统降压逆变器级联的结构，其缺点是成本和开关损耗较高。本文回顾和讨论了不同类型的单相逆变器拓扑。单级式逆变器具有诸如高效率，低成本，结构紧凑等优点，成为光伏并网逆变器的研究热点之一。本文对单级式并网逆变器展开进一步研究，围绕一种新型的三开关反激buck-boost逆变器展开分析，该逆变器通过buck-boost电路对直流输入电压进行升高或降低，而且通过单级电路将电能输送给电网。光伏并网逆变器连接了光伏阵列和电网，而实现对逆变器的有效控制显得尤其重要。PWM控制技术由于具有简单易于实现以及仅需通过低通滤波就可直接解调的优点，从而得到广泛应用。闭环SPWM控制策略具有动态响应快，跟踪性能好，以及对直流输入电压变化的适应性强等优点，但控制系统中PID参数需根据不同工作点进行实时调整，从而增加了控制器的设计难度。本文在PWM控制策略的基础上，提出一种基于能量平衡的新控制策略，称为脉冲能量调制（PEM）。即在一个开关周期内，按照所需的输出能量与反激电感储存的能量平衡原则来计算脉冲宽度。首先，本文对三开关并网逆变器分别针对电感电流在断续导通模式（DCM）和电流连续模式（CCM）展开了详细地分析以推导脉冲宽度的计算方法。其次，分别采用SPWM和PEM两种控制策略对三开关逆变器进行了仿真研究，仿真结果显示功率因数接近于1，THD小于5%，输入电压范围为50V~300V，表明基于PEM控制策略的三开关逆变器具有单位功率因数运行，较低THD的输出电流，以及对大范围直流输入电压有更好的适应性等优点。最后，为了验证所研究的三开关逆变器及其PEM控制策略的有效性，搭建了500W的实验平台，设计了基于dsPIC33FJ64MC506的控制系统。