随着光伏产业的发展,光伏并网发电系统的应用日益广泛,因此研究光伏发电系统变流器愈加重要。本文以光伏发电系统变流器研究为基础重点分析了光伏发电系统变流器、光伏阵列部分受遮挡时的输出特性和基于LCL滤波的光伏发电系统变流器控制,并着重对级联型光伏发电系统变流器控制策略进行研究,通过仿真和实验对控制策略进行验证。首先分析了多种光伏发电系统的体系结构包括集中式结构、串型结构和直流模块式结构。而后分析了隔离型及非隔离型光伏发电系统变流器及多支路光伏发电系统变流器结构,并讨论了基于静止和同步旋转坐标系的单相光伏发电系统控制及基于电压定向和基于虚拟磁链定向的三相光伏发电系统控制策略,通过仿真实验验证了单相光伏并网系统及三相光伏发电系统包括单级和双级结构的控制策略可行性。其次介绍了光伏电池的等效电路及输出特性,并分析了光伏电池在串并联时部分受遮挡的热斑效应,根据光伏电池的数学物理模型建立了光伏电池的仿真模型。通过改变电池串并联的遮挡情况,分析电池在串联及并联时受环境温度影响及光照强度影响的不同的输出特性,通过已建立的光伏阵列分析比较多种光伏发电系统体系结构的效率。再次研究了级联型光伏发电系统变流器,分析了相同单元及混合单元级联型光伏逆变器的结构,及级联多电平光伏并网逆变器的脉冲阶梯调制和载波相移调制方法,得出单极性载波相移调制其输出频率与开关频率的关系。研究了级联多电平光伏并网逆变器的控制和改进的控制策略,实现独立光伏单元均可工作在最大功率点,并分析滤除二次纹波的方法及比例谐振调节器相比较比例调节器的较好的无静差控制。分析了光伏并网逆变器LCL滤波器阻尼方法,研究了无源阻尼和有源阻尼的控制方案。搭建了基于LCL滤波器的三相并网系统仿真实验平台,并进一步验证了有源阻尼中的虚拟电阻法和双带通滤波器法的控制效果。最后用蓄电池取代光伏电池搭建了小功率实验平台,对单相单级及双级并网变流器、三相并网变流器和两台H桥级联并网系统变流器进行实验,实现了单相、三相及两台H桥级联并网逆变控制,验证了级联并网控制策略的有效性。