随着化石燃料的减少甚至枯竭,新能源发电受到高度关注。太阳能发电以其能源储量大、地域分布广、绿色无污染等优点成为取代化石燃料的理想方式之一。本文针对光伏并网发电系统,选用两级非隔离式光伏逆变器作为光伏发电系统电能转换装置。其中前级采用BOOST电路作为升压模块,后级选用T型三电平逆变器。该逆变器可使线(相)电压输出谐波减小,并且减小开关管应力、损耗和电磁干扰。同时解决了I型三电平逆变器器件多,损耗不均问题。本文对两级非隔离式光伏发电系统展开研究。(1)本文给出了光伏板的五参数数学模型,详细分析了各参数对光伏输出特性的影响。并研究了在不同光照强度与环境温度下,光伏输出特性的变化。(2)针对光伏输出最大功率跟踪方法,分析对比了开路电圧法、扰动观察法、电导增量法,详细解释了扰动观察法与电导增量法的振荡与误判条件。并研究了各升压电路拓扑特点,由于隔离型拓扑存在变压器磁损和铜损,为提高整体效率,升压模块采用了非隔离式BOOST拓扑。建立BOOST电路数学模型,分析了BOOST电路的工作状态与关键点波形。并利用MATLAB仿真软件对扰动观察法与电导增量法的最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)进行仿真,对比分析了两种MPPT方法的振荡大小与跟踪速度。(3)研究了I型三电平逆变器与T型三电平逆变器的工作原理,分析了I型三电平逆变器拓扑的应力与损耗,并指出该拓扑在换流过程中应力突增的情况。建立了T型三电平逆变器动态数学模型,给出锁相环控制原理,并建立了电网电压定向的双闭环矢量控制模型。为了简化三电平SVPWM的算法结构,本文对传统SVPWM进行改进,提出了120度坐标系下的三电平SVPWM调制方式,并详细给出实现步骤,并利用Simulink仿真模块对电网电压定向矢量控制系统进行仿真,验证了120度坐标系下SVPWM的可行性与有效性。(4)搭建了采用T型三电平逆变器的实验平台,并确定硬件参数,包括直流母线电容计算、IGBT管选型和滤波器选取等。对IGBT驱动电路、电流检测电路、电压检测电路、隔离辅助电源等进行硬件电路设计。在该平台上对120度坐标系下三电平SVPWM调制方法进行验证,实验结果证明了T型三电平逆变器电路与控制系统的正确性,以及改进的SVPWM控制策略可行性。