在“碳达峰”与“碳中和”的快速推进下,建设新能源发电系统成为一种必然趋势。太阳能发电因具有清洁无污染,资源广泛分布等特点而备受关注。由于Z源逆变器具有独特的特性,可以弥补传统电压型逆变器存在输入电压范围小、可靠性差、传递效率低等缺点,因此,能更好的满足光伏发电系统的需求。本文以改进型Z源逆变器作为光伏发电系统的并网逆变器,进行了以下几个方面的研究。首先,介绍了分布式光伏发电的发展现状,深入分析了Z源逆变器的工作原理。针对其升压能力弱,电容电压应力较大等问题,提出一种改进型Z源逆变器拓扑结构并分析工作原理,与常见的Z源逆变器进行对比分析,验证改进型Z源逆变器在升压能力方面的优越性。其次,介绍了Z源逆变器常用的四种调制策略,分别对四种调制策略的特点进行分析。针对简单升压调制策略使开关器件导通与关断次数较多的问题,提出一种改进型直通分量调制策略,很大程度上减少了开关器件的通断损耗。然后,对光伏阵列的最大功率跟踪点（MPPT）控制进行了研究。通过对光伏电池的建模,得出光伏电池的I-U、P-U输出特性曲线。光伏阵列在局部遮阴环境时,针对传统算法不能追踪到全局最大功率点的问题,采用了一种基于布谷鸟算法和扰动观察法相结合的复合算法。通过Matlab/Simulink仿真软件进行仿真实验,验证了复合算法能快速、精准的追踪到全局的最大功率点,提高了系统的动态性能。最后,基于改进型Z源逆变器设计了完整的光伏发电并网系统。主要包括光伏电池最大功率点跟踪控制、直流侧母线电压控制、交流侧并网电流控制三个部分,完成了对系统主要电路参数的设计。以此为基础,在Matlab/Simulink中搭建了改进型Z源逆变器光伏发电并网系统仿真模型。同时,基于硬件在环实验平台对系统模型进行了实验验证。仿真及实验结果均表明改进型Z源逆变器光伏发电系统具有正确性和可行性。