能源与环境问题是21世纪人类面临的两大主要问题。建筑与太阳能的有机结合提高了能源使用效率，减少了传统石化能源利用所带来的废气、粉尘等污染排放，美化了生活环境，但同时也对太阳能光伏并网系统提出了新的要求。由于建筑光伏一体化(BuildingIntegratedPhotovoltaics，BIPV)系统同其它光伏并网系统有所不同，它的输入直流电源可能是由放置在不同位置不同朝向的不同材料制成的光伏电池板提供，采用传统的集中式并网逆变器给并网光伏系统的设计和安装使用工作带来繁重的负担，还常常会因为光伏容量与逆变器功率不匹配带来巨大的材料和能源浪费;在使用过程中有时还不可避免会有阴影遮挡或局部故障损坏，而建筑光伏系统要求既不能因此受影响停止工作或者降低正常运行光伏模块的电能输出，又希望能及时方便地进行更换、维修或者扩展使用。为此，迫切需要有一种新型的逆变器拓扑来替代传统的集中式光伏逆变器，满足建筑光伏一体化系统的这些要求。此外，随着电力电子设备的日益广泛应用、电力电子器件的开关频率增加，以及各种非线性设备和单相设备的投入运行，配电网中产生了越来越严重的无功和谐波污染，并导致配电网功率因数大为降低。由于光伏模块在夜晚或阴雨天光辐照不足时不发电，因此人们又希望并网光伏逆变器此时能作为并联有源滤波器运行，补偿配电网中的无功和谐波电流，提高供电质量。　　 本文在比较研究现有各种光伏并网逆变器主要特性的基础上，针对建筑光伏一体化并网发电系统的特点及配电网无功和谐波电流补偿的要求，提出了一种多功能级联式多电平并网逆变器，并主要从级联多电平并网逆变器多功能运行模式和运行过程中的谐波抑制、建筑光伏并网系统整体发电效率提升、系统运行安全与可靠性三个方面进行分析、研究、论述，取得以下主要研究成果:　　 1、针对建筑光伏一体化并网发电系统的特点，提出了一种多功能级联式多电平并网逆变器，分析了在光伏并网逆变和并联有源滤波两种运行模式下的系统工作原理、特点和控制结构;　　 2、针对级联式多电平并网逆变器在实际运行中直流侧电源电压不均衡且时变的特点，提出一种自适应消谐波调制策略。与已往消谐波调制策略仅仅为了消除指定低次谐波或将总谐波畸变率控制在一定范围不同，该策略先将级联多电平变换器的各H桥输出电平按幅值大小自适应排列，高幅值电平对应大的导通角，低幅值电平对应小的导通角，合成输出电压，然后再消除指定低次谐波。试验证明采用该策略对级联多电平并网逆变器进行PWM调制，不仅能有效降低总谐波畸变率，而且能很好地控制了合成输出波形质量（谐波、电压纹波、基波幅值），还保证了系统能输出各H桥模块对应光伏阵列所产生的最大功率。　　 3、针对目前并网光伏系统发电效率不高，而现有方法多只是进行光伏阵列（或模块）最大功率运行点追踪(MaximumPowerPointTrack,MPPT)控制，不能保证系统功率有效提高的困境，首先建立了BIPV并网系统整体发电效率的数学模型，从此数学模型出发，分析影响BIPV并网系统整体发电效率的关键因素，并分别从光伏芯片、光伏阵列和光伏系统三个层面提出了相应的关键技术来提高系统发电效率:提出一种太阳光电热能量转换系统进行光电光热转换综合利用，有效降低光伏芯片运行时的温度，使光伏芯片输出功率最大化;提出一种智能自适应模糊控制器进行光伏阵列最大功率运行点追踪控制，通过公式型模糊控制方法简化传统模糊控制中的查表运算，并引入自适应因子α在线调节误差e和误差变化率ec在决定控制变化量u中的权重来不断修正控制规则，使控制具有智能特性，同时使系统的追踪动态性能达到最佳，使光伏阵列输出功率最大化;提出采用一种自适应PWM调制策略，根据各H桥模块对应的光伏阵列在最大功率点追踪后输出的功率占系统输出功率的比例确定其占空比，使各H桥产生的最大功率都能传输给负载或配电网，确保光伏系统输出功率最大化。　　 4、针对BIPV并网系统孤岛运行可能对人员和设备产生的危害，通过比较研究现有各种主要孤岛效应检测方法的原理和特点，分析几种评判孤岛检测效果的检测盲区(Non-detectionZone，NDZ)定义特征，提出了一种自适应孤岛效应检测方法，并进行仿真试验，验证其有效性和优越性。最后，针对BIPV并网系统中可能产生的电磁干扰会影响系统控制、最大功率点追踪和孤岛效应检测的效果，探讨了BIPV并网系统中电磁干扰的产生与危害，并提出了一些减少EMI的有效措施。　　 综上所述，本文在BIPV并网系统中并网逆变器的拓扑选择、多功能设计、自适应消谐波调制策略、系统发电效率提升、孤岛效应检测效果与方法、抗电磁干扰设计等主要方面作了较系统的研究，获得的研究成果得到相应的仿真与实验的验证。