太阳能光伏发电系统在可再生能源中占有重要地位,而光伏逆变器是光伏发电系统中的重要组成部分。由于光伏逆变器直流侧的功率基本恒定而交流侧功率为正弦规律变化,这将造成逆变器交直流侧的功率不平衡,从而引起光伏逆变器直流侧出现纹波电流或纹波电压。常规措施是在光伏逆变器直流侧并联一个大的电解电容来缓冲这种功率不平衡,但电解电容相对于光伏逆变器系统的使用寿命较短,会影响到光伏逆变器系统的寿命。因此,本文基于对光伏逆变器的研究,通过寻求一种更好的方式来代替电解电容,解决光伏逆变器直流侧和交流侧的功率不平衡问题。本文首先对光伏逆变器直流侧产生不平衡脉动功率和二次纹波电流的原因及其危害进行了研究,在分析光伏逆变器功率解耦与控制策略的基础上,经过比较分析,得出了光伏差分逆变器既能逆变又能实现功率解耦,以及电容利用率高等优点,因此选择单相差分升降压光伏逆变器作为研究对象,来解决功率不平衡,分析了差分逆变器的工作原理,并建立了逆变器的小信号模型。其次,本文对差分升降压光伏逆变器的拓扑结构进行了选择,使逆变器有两个共射极连接的开关管,同时有两个开关管在电网频率下工作,而在一个开关周期内只有两个开关管交替在高频下工作,从而最大限度的降低了开关管的损耗。逆变器采用脉冲能量调制技术（PEM）,使用能量基准控制（激活）开关管,而不是以电压/电流为基准,这样更加直接,可以确保直流输入功率（能量）等于交流输出功率（能量）,而且与普通逆变器解耦相比可以避免在解耦二阶纹波的同时引入高阶纹波。对差分逆变器控制策略进行改进,将原有的开环控制策略改进成闭环控制策略,引入了反馈环节,将设计的参考值与采样实际值进行比较,提高了解耦精度和抗干扰能力。最后,对所研究的光伏差分逆变器及脉冲能量调制控制,在建立的小信号模型上,进行了稳定性的分析,使用Matlab/Simulink对研究的光伏差分逆变器进行了系统仿真并在单相差分逆变系统原理样机上展开了实验验证。仿真和实验结果表明了用光伏差分逆变器来代替电解电容处理功率不平衡问题的可行性。图[52]表[1]参[80]