实现“碳达峰、碳中和”,是我国着力解决资源环境约束的突出问题,是实现中华民族永续发展的必然选择,加快新能源的开发利用已刻不容缓。在新能源发电系统中并网逆变器占据着核心地位,其性能直接决定了电能质量。传统逆变器仅能实现升压或降压功能,且必须加入死区时间,使用较为受限,而Z源逆变器由于独特的网络结构,单级即可实现更宽范围的升降压转换功能,且无需加入死区,能更好应用于新能源发电系统中,因此对Z源并网逆变器的研究具有十分重要的现实意义。本文以嵌入式Z源逆变器光伏并网系统为对象进行了深入研究,主要内容如下:首先,结合现有改进技术与思路,对目前拓扑展开了进一步分析。针对Z源逆变器升压性能不足、器件应力过大及现有改进拓扑过于冗杂的问题,通过引入嵌入式概念并重新整合电路,从而提出了一种新型电源嵌入式Z源拓扑。在对工作原理进行了详细研究后,与现有Z源拓扑进行了性能对比,通过仿真发现所提拓扑不仅能提高升压性能,还具有更严格的对称性、单电源容错及抑制启动冲击等优势。其次,通过对比目前常用的调制策略后发现三次谐波注入法的调制因子取值范围更广且电压利用率更高,同等升压条件下相应占空比会更小。针对调制过程中强制加入直通信号,而导致开关次数过多及启动峰值电压过大的问题,通过使用轮换信号来让每次直通时都仅能有一组桥臂直通,并在结合软启动控制后提出了基于三次谐波注入法的桥臂轮换优化调制策略。然后,对基于新型嵌入式Z源逆变器的光伏并网系统进行了设计,包括MPPT算法及并网控制两部分。首先建立了光伏阵列的数学及仿真模型,研究了遮阴问题下的最大功率跟踪,并通过引入了全局优化算法来解决传统单峰值最大功率跟踪算法的缺陷,确保了系统遮阴下也能时刻处于最大功率状态。在结合并网控制策略后对系统进行了数学建模,进而提出三闭环控制系统即并网电流内环控制、电容电压外环控制和最大功率跟踪直通电压零矢量环控制,以实现系统的可靠工作。最后,利用MATLAB/Simulink软件进行了仿真建模验证,又基于StarSim HIL硬件平台进行了实验验证。仿真及实验结果均表明基于嵌入式Z源逆变器的光伏并网系统模型可实现遮阴工况下的最大功率跟踪,并且可有效地完成逆变并网工作。