太阳能是一种新型的绿色可再生能源,具有储量大、利用经挤、清洁环保等优点。因此,太阳能的利用越来越受到人们的重视,而太阳能光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。近年来,随着国内多个多晶硅生产项目的陆续完成,我国即将实现光伏电池原材料的自给,大规模推广光伏并网发电系统的时代即将到来。但是,目前国内还没有科研单位针对我国具体的经济、社会发展现状研究开发适合在我国大规模推广的光伏并网系统,对光伏发电的具体的利用形式仍缺乏必要的探讨。目前国内实际应用的光伏系统仍以独立系统为主,并网系统则刚刚起步,而且国内自主研制的光伏并网系统存在着系统运行不稳定,可靠性低的弱点;且保护措施不全,容易引起事故,与建筑一体化的问题也没有得到很好考虑。在上述背景下,本文在光伏发电技术方面开展了若干研究工作。本文通过比较分析几种光伏并网发电系统的特点,结合近几年并网型光伏系统的发展情况,确定了一种未来适合在我国大规模推广的光伏并网系统:多支路、两级式光伏并网系统,并就其具体的应用形式展开了讨论。太阳能电池的输出特性受外界环境因素如光照、温度的影响,为了跟踪太阳能电池的最大功率点,提高太阳能电池的利用率,常在光伏系统中加入由最大功率点跟踪算法控制的直流变换环节。本文重点研究了应用于中小功率的多支路、两级式光伏并网系统的直流变换器。在介绍了太阳能电池的发电原理的基础上,探讨了进行最大功率点跟踪的必要性及利用直流变换器实现太阳能电池最大功率点跟踪的原理。在介绍和分析现有的最大功率点跟踪算法之后,本文使用MATLAB对两种常用的最大功率点跟踪算法:爬山法和增量电导法进行了仿真研究,进而提出了一种变步长的电导增量法,改善了最大功率点跟踪的动态性能。为了验证所提出算法的性能,本文在总体方案仿真研究的基础上,搭建了相关的实验平台,硬件方面的工作主要包括:直流变换器主电路的设计、开关器件驱动电路的设计、隔离电源的设计、缓冲启动电路的设计以及信号采样电路设计。软件方面的工作主要是以TMS320F2812型工业控制专用32位定点DSP作为控制核心,利用DSP的片上资源,编写控制程序,主要包括:太阳能电池最大功率点跟踪程序的设计、AD信号采样程序的设计、PWM脉冲触发模块的设计、故障诊断程序的设计以及程序运行过程中相关的抗干扰设计。最后的测试和试验结果验证了系统设计及相关软硬件设计的可行性。本文在系统设计、软件仿真及软硬件设计方面的工作为新型光伏并网系统的最终搭建打下了一定的基础,并且在技术上为后续工作提供了参考和借鉴。