随着光储充系统中母线电压逐渐提高,三电平变换器得到了广泛的应用。在系统级联拓扑结构中,无源元件如滤波电感、母线电容、飞跨电容等极大地影响了变换器的性能。因此,针对光储充系统中无源元件的特性分析和优化调控策略,本文的主要研究内容如下:提出了光储充系统交流三电平变换器电流纹波的统一分析方法以及电感值精确设计流程。电流纹波是磁性元件设计的重要基准之一。针对光储充系统三电平变换器中电流纹波与调制比、相位、调制方式等多个因素相关而导致精确设计电感值困难的问题,首先引入了广义空间矢量策略的定义,将常用的多种调制方式进行了统一。然后通过分析广义空间矢量策略下三电平拓扑电流纹波的统一特性,推导了不同调制策略下电流纹波的理论最小值,并基于此得到了不同调制策略下电流纹波的统一表达式。该方法可用于指导感值设计,也可作为纹波优化的理论基础。提出了一种基于并联三相三电平变换器考虑中点电压以及电流纹波特性的优化断续脉宽调制（Discontinuous Pulse Width Modulation,DPWM）策略。传统DPWM策略会导致较大的电感电流纹波以及中点电压波动。在单个变换器中,很难同时对这两个性能指标进行优化。此外,对于Vienna整流器,过零点附近输入电感电流还会发生畸变。针对这些问题,首先阐明了传统DPWM策略下并联三相三电平变换器的电流纹波特性和中点电压波动特点。之后,定量分析和对比了传统DPWM策略、传统空间矢量调制和优化DPWM策略下变换器的电流纹波和中点电压波动大小。为了解决Vienna整流器的电流畸变问题,在优化DPWM的基础上进一步提出了混合DPWM策略。提出了一种光储充系统飞跨电容箝位型直流变换器的平衡机理分析方法以及考虑自平衡能力的参数设计原则。一般而言,对于飞跨电容电压的控制是采用主动均衡策略,但是实际系统中往往观测到电容电压具有自平衡能力。这种平衡能力随着变换器参数、工况等条件的改变而变化,缺乏理论分析对此进行有效评估。针对这个问题,本文首先建立了变换器的谐波模型,定量地分析了飞跨电容自平衡机理。然后,在此模型基础上,分别针对驱动误差、变换器回路交流电阻、母线电容、负载阻抗以及飞跨电容等多个因素,定量分析了它们对飞跨电容平衡能力的影响。基于混合箝位型Boost变换器提出了一种飞跨电容电压控制策略。由于飞跨电容自平衡受到多个因素影响,在实际变换器工作时仍然需要对飞跨电容电压进行主动控制。然而,传统的控制策略依赖飞跨电容的采样以及独立的开关管驱动。尤其是大功率下拥有多路直流通道的光伏系统,情况更为严重。因此,所提策略与传统策略相比,优势在于无需飞跨电容电压采样,同时开关管可以共用控制芯片的驱动信号,极大地节省了软硬件资源。本文详细介绍了该策略下飞跨电容的平衡机制和控制参数设计。同时,对混合箝位型Boost变换器的各个模态进行了详细地分析,并建立了状态空间平均模型和小信号模型。采用该控制策略,飞跨电容电压可以被有效地控制在母线电压的一半左右,误差小于2%。