光伏独立供电系统具有受时间和地域的限制小、供电系统体积小、成本低等优点,是移动式照明/充电、户外应急发电、偏远地区供电等应用场景的首选方案。具备强升压能力的单级光伏独立供电系统能克服两级系统级联不稳定和光伏模块串联升压方案最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking MPPT）效果差、效率低的不足,是光伏独立供电系统研究的重点。阻抗源逆变器具有单级升降压、无桥臂直通短路故障、输出波形质量高等优点,克服了传统脉宽调制（Pulse Width Modulation PWM）逆变器的固有缺陷。然而,阻抗源逆变器也存在无源器件多、体积重量偏大、功率器件硬开关、电压增益不够高等不足,限制了系统成本、体积和变换效率的进一步优化。因此,如何提高阻抗源逆变器的电压增益、减小体积和重量、提高变换效率与供电系统的稳定性,是阻抗源逆变器的重要研究课题,具有重要的理论价值和工程应用价值。本文在论述了阻抗源逆变器研究现状与发展的基础上,提出了一种新颖的单级三相高增益准Z源三端口光伏独立供电系统,并对构成系统的电路拓扑、调制策略和控制方案、稳态原理特性、软开关实现、主要参数设计等关键技术进行深入的理论分析、仿真和实验研究,获得了重要结论。所提出的单级三相高增益准Z源三端口光伏独立供电系统的电路拓扑,是由输入滤波电容、具有双向储能端口的磁集成高增益阻抗网络、有源钳位软开关辅助电路、三相逆变桥、输出LC滤波器依序级联构成。其中,磁集成高增益阻抗网络是由三个磁集成电感、四个储能电容和两个二极管构成,三个磁集成电感绕在同一个UIU型磁粉芯和铁氧体混合结构的磁芯上;有源钳位软开关辅助电路是由一个谐振电感、一个钳位电容和一个辅助开关构成。该供电系统采用具有光伏MPPT的输出电压、输出电流瞬时值反馈的改进型电压空间矢量调制（Space Vector Modulation SVM）控制方案,改进型电压SVM将传统空间矢量调制的六分区依据输出相电流瞬时值进一步划分为十二分区,并在每个高频周期内将直通零矢量作用区间集中在一起,通过调节逆变桥直通占空比D0和调制度M,分别实现光伏的MPPT和输出电压的稳定;该供电系统具有光伏对输出负载供电和储能端口充电、光伏和储能端口对输出负载供电、储能端口单独对输出负载供电三种模式;推导了电压增益表达式和储能元件、器件电压和电流应力、零电压开关的实现条件、储能端口配置、输入和输出滤波器等关键参数设计准则,进行了损耗比较分析。采用所提出的拓扑结构和能量管理控制策略,设计并研制了1k VA96VDC/380V50Hz AC系统仿真和实验平台。实验结果表明,所提出的单级三相高增益准Z源三端口光伏独立供电系统具有拓扑结构简洁、电压增益高、功率开关和辅助开关实现零电压开关、体积和重量小、变换效率高、三种供电模式平滑切换等优点,为低输入电压或宽范围输入电压光伏供电提供了一种新的有效方法。