为开发、利用太阳能和风能等间歇性可再生能源,微电网技术备受关注。逆变器作为微电网的接口部件,是分布式电源、电网和负载之间能量交换的桥梁。三电平逆变器因其输出波形质量高、开关损耗低、电压应力小等诸多优势,在微电网中应用越来越广泛。然而,作为传统电压源型逆变器,其仅能实现降压输出。为实现逆变器并网运行,必须在原拓扑结构的基础上加入一级直流升压环节,构成两级式逆变器拓扑。但这也增加了控制难度,降低了系统效率。为解决上述问题,将具有升压特性的Z源网络与三电平逆变器结合,得到Z源三电平逆变器拓扑。本课题以Z源三电平逆变器为研究对象,确定本课题的研究内容和目标如下：首先阐述了Z源三电平逆变器拓扑结构及工作原理。通过基尔霍夫定律,对直通状态和非直通状态下等效电路进行分析,根据Z源电感的伏秒平衡原理,得到Z源三电平逆变器的数学模型,确定了逆变器输出电压与直通占空比的关系,明确了控制目标。其次通过对SVPWM调制方法基本原理和Z源NPC三电平逆变器中点电位不平衡机理分析,得到了直通状态不影响中点电位的条件是上、下直通作用时间相等;为实现中点电位平衡可改变冗余小矢量作用时间等结论。为解决中点电位平衡控制和Z源网络升压控制的耦合问题,本课题通过对统一电压调制方法和简化的SVPWM调制方法的研究,提出了一种对小矢量作用时间进行动态分段控制的Z源三电平逆变器控制策略,通过计算给出了直通占空比、调制比、平衡因子三者的关系,并给出了平衡因子的最优解。然而SVPWM调制方法中矢量引起的中点电位低频波动问题,增大了直流电容体积,影响输出波形质量。本课题通过对VSVPWM调制算法分析以及对三电平逆变器各相在P状态和N状态下工作时间的计算,提出了一种基于VSVPWM调制方法的Z源NPC三电平逆变器控制策略,该策略在不改变虚拟中矢量作用时间的前提下,通过对冗余小矢量的分段控制,实现了中点电位平衡控制,消除了低频波动问题。之后,通过对混合箝位三电平逆变器拓扑结构及控制策略的研究,提出一种Z源混合箝位三电平逆变器拓扑结构,从硬件角度实现了中点电位平衡与Z源升压控制的解耦。通过对箝位电容电压因电荷累积容易发生偏移的问题进行分析,得到箝位电容充放电回路与相电流方向的关系,并提出一种基于同相载波PWM调制方法的Z源混合箝位逆变器控制策略,该策略以相电流的电流方向为判断依据,合理选择开关状态,不仅保证了直流电容电压的自平衡,而且实现了箝位电容电压稳定,提高了Z源网络升压范围。最后,对Z源三电平逆变器的硬件、软件设计进行了较为详细的介绍,搭建了基于DSP的Z源三电平逆变器的实验平台,并在该平台上验证了本文所提研究策略的可靠性和有效性。