太阳能光伏发电具有广泛的发展前景,逆变器是其重要组成部分。准Z源逆变器克服了传统PWM逆变器的固有缺陷,具有同时实现升压和逆变、桥臂可直通/开路、输出端波形质量好等优势。然而,准Z源逆变器升压能力受调制比限制,在输入电压较低或者宽范围输入电压的光伏发电场合无法满足升压逆变需求。此外,准Z源逆变器不存在储能环节,无法确保供电的连续性和稳定性。因此,提高准Z源逆变器的电压增益、减少体积和重量、增添储能端口,是准Z源光伏逆变器的研究热点,具有重要的理论价值和工程应用价值。为了提高准Z源逆变器的电压增益和功率密度以及具备储能功能,本文在论述了具有高电压增益准Z源逆变器的基础上,提出了一种具有磁集成电感和输入源-储能元件-负载三端口的单级单相高增益准Z源三端口集成逆变器,并对构成其电路拓扑、能量管理控制策略、原理特性、高增益磁集成阻抗网络、谐振网络、磁集成器件和主要电路参数等关键技术进行了深入的理论分析与仿真研究,获得了重要结论。提出并分析研究了单级单相高增益准Z源三端口集成逆变器电路拓扑和具有光伏电池MPPT的输入直流电压外环、输出电压瞬时值反馈内环的光伏电池和蓄电池主从功率分配能量管理控制策略;其电路拓扑是由输入滤波电容、高增益磁集成阻抗网络、单相逆变桥、单相滤波器依序级联构成,并且在高增益磁集成阻抗网络的储能电容两端并接一个储能元件;其能量管理控制策略能根据交流负载功率与输入源最大功率的相对大小实时控制蓄电池的功率流大小和方向,实现系统输出电压的稳定和三种供电模式的平滑无缝切换。深入研究了单级单相高增益准Z源三端口集成逆变器的高频开关过程、升压因子表达式、磁集成阻抗网络小信号模型、谐振网络、磁集成器件交直流磁通和磁集成等效电感以及电流纹波,推导了储能电容、磁集成电感、输出滤波器、功率开关电压和电流应力等关键电路参数设计准则。设计了1kVA 80-110VDC/220V50HzAC单级单相高增益准Z源三端口光伏集成逆变器,PSIM仿真结果证实了所提出光伏集成逆变器的可行性和正确性。所提出的单级单相高增益准Z源三端口光伏集成逆变器,具有输入源-储能元件-负载三端口、三种供电模式、电路结构简洁、电压增益高、可靠性高,功率密度高和输出波形质量高等优点,为低输入电压或宽范围输入电压光伏发电系统提供了一种有效的新方法。