(1)研究背景及意义

能源危机和环境污染问题日益严重，能源问题现在也越来越占据问题的中心。据统计全球每天产生约亿吨温室效应气体，导致地球表面气温升高，直接威胁着地球生态环境。在常规能源日益枯竭和生态环境恶化的双重压力下，促使现在世界上各个国家纷纷开发新能源和可再生能源。地球表面每年接受太阳辐射能量高达数亿，若能将其中的十万分之一转化为电能，就可以满足目前全世界的能耗需求。太阳储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性和经济性成为常规能源最理想的替代能源。因此，利用太阳能发电对缓解日益严重的环境和能源危机具有特别重要的意义。太阳能优点最为众多。首先普遍，不分地域条件，随处可取。太阳能辐射覆盖地球任意角落，从理论上来说，无论地理位置、地形条件、气候特点，世界各地均可方便有效利用太阳能；第二清洁无污染。太阳能为清洁能源，不会污染环境，在重视环境保护的国际大环境下，这一点显得尤为重要；第三存储量巨大。太阳能是地球上可以开发量最丰富的能源，每年到达地球表面上的太阳能大约相当于万亿吨标准煤；第四长久，取之不尽，用之不竭。太阳的寿命远远高于地球寿命，从这一角度来说，太阳能是源源不断，耗之不尽的。

（二）单级式反激微逆变器研究现状

单机式反激微逆变器作为太阳能电池板与电网的接口，将太阳能电池所输出的直流电转换成符合电网要求的交流电，再输入电网，是光伏并网系统的核心。逆变器由于具有能实现真正的最大功率跟踪、模块化设计、即插即用和系统扩展简单方便等一系列显著优势，特别适用于光伏建筑一体化（随着光伏发电低成本化的实现，其经济性（造价、运行和维护成本等）将比传统的集中式光伏逆变器更明显，有望超越甚至在某些应用领域取代传统的集中式光伏逆变器，具有广阔的发展潜力和市场应用前景。现如今，国内外的专家学者针对光伏并网逆变器系统拓扑结构做了大量研究，根据不同的标准划分，提出了多种电路拓扑。按拓扑结构划分，常采用的拓扑结构有半桥逆变结构、全桥逆变结构、推挽逆变结构、多电平结构、正激与反激逆变拓扑；依照隔离方式划分有隔离式与非隔离式两类，这其中隔离式逆变器又可分为工频与高频变压器隔离方式；按照输出相数划分，又可分为单相与三相逆变器两类；按照功率等级归类，可划分为功率小于 1kVA 的小功率并网逆变器，1~50kVA 的中等功率逆变器，50kVA 以上的大功率并网逆变器。

（三）采用单级式反激微逆变器的优点

采用微逆变器取代传统的集中式逆变器具有以下优点： 　　

（1）每个微逆变器单独连接阵列中一个光伏面板。每个光伏面板都有独立的最大功率点跟踪（MPPT）控制，不管阵列中其它面板怎样，该面板任何时候都能输出最大功率。实际应用中遭遇阴影遮挡、污垢积累、光照偏离或不匹配等不理想条件时，微逆变器都将使整个光伏阵列能量输出达到最大。系统的发电效益显著提高。 　　

（2）将逆变器与光伏组件集成，可以实现模块化设计、单个模块失效不会对整个系统造成影响，设计环境温度达到-40度~ 65度。环境等级达到IP65，不独立占用安装空间，分布式安装便于配置，能够充分利用空间和适应不同安装方向和角度的应用系统，可靠性高且扩展简单方便； 　　

（3）将微逆变器技术与电力线载波通信技术相结合，通过电网交流母线就可以采集各个微逆变器和光伏组件的输出功率和状态信息，很方便的实现整个系统的监控，同时不需要额外的通信线路，对系统连线没有任何负担，极大的简化了系统结构。

（四）单级式反激微逆变器的设计考虑因素：