单相两级型逆变器在光伏发电系统具有高效,电压利用率高且系统配置灵活的特点。传统单相两级型逆变器通常前级采用传统Boost提高输入电压等级,后级采用传统桥式逆变结构。应用于新能源发电场合的传统两级型逆变器存在很大的优化空间。本文以光伏分布式户用场合的单相两级型逆变器为研究对象,对传统单相两级型逆变拓扑的结构改进与效率提升展开研究。首先介绍选题的背景及目前单相光伏逆变器研究现状,从该领域内现有的架构入手,探讨现存单相两级型逆变器框架具体采用的电路拓扑工作原理与优缺点,在此基础上形成本文所研究单相两级型双模式全桥双Buck逆变拓扑的优化思路。其次,阐明对传统“Boost+全桥”两级型逆变器的具体优化方法。针对新能源发电输出电压不足而传统Boost电路升压能力有限、工作电流大且开关管常需处于极限占空比的情况,将耦合电感并联Boost拓扑引入前级升压单元代替传统Boost电路;针对传统桥式逆变电路存在的桥臂直通问题,后级采用全桥双Buck逆变拓扑;传统的两级型逆变器常采取直流母线电压恒定的工作模式,输入电压会先上升后下降,对前级高频工作的开关管会产生不必要的开关损耗,结合多电平思想,采用双模式切换的工作方式。通过对两级型逆变器前后级进行优化,给出本文所研究的单相两级型全桥双Buck逆变拓扑。然后对改进的单相两级型逆变拓扑的工作原理和状态进行理论分析。建立系统状态空间平均数学模型,并进一步引入小扰动构建其动态模型。结合系统数学模型及调制策略设计系统控制网络。随后,对系统主电路以及控制电路实际硬件参数与软件实现进行设计,给出改进的单相两级型逆变拓扑器件参数的选型与软件实现过程。依据对改进的单相两级型逆变拓扑分析与设计,进一步运用PSIM搭建电路仿真模型,通过仿真分析验证对单相两级型逆变拓扑改进优化所产生的效果。最后搭建单相两级型双模式全桥双Buck逆变拓扑样机进行物理实验,通过实验,验证拓扑与双模式切换工作方式的正确性。