太阳能发电,也被称为光伏(PV),早在20世纪70年代就已证明它可以为人类产生大量电能,而不需燃烧化石燃料或发生核反应。光伏为人类解决了很多发电所面临的问题,并具有可持续、无污染等优点[1]。在我国光伏技术正日趋完善,光伏并网必将会是以后的研究重点。并网逆变器是光伏并网系统的核心和关键,模块化多电平换流器(MMC)以其多电平输出和谐波含量低的优势成为最具前景的换流技术。本文针对以MMC为换流器的光伏系统关键技术进行探讨:本文首先概述了光伏并网发电的发展背景与研究现状,其内容主要包括:直流变换器及其控制技术、并网逆变器和MMC的关键技术。之后介绍了光伏并网系统中直流侧的最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术,分析了光伏阵列的工作原理和数学模型,以及直流变换器的选择。为了确保光伏阵列运行在最大功率点,本文采用电导增量法控制Boost变换器的占空比来实现最大功率控制。本文采用MMC作为光伏并网逆变器,介绍了其拓扑结构和工作原理,并仿真分析了MMC的电容电压平衡控制技术。本文改进了MMC原有的最近电平逼近调制(Nearest Level Control,NLC)技术,从而使MMC输出电压的幅值可以调节,有利于并网时跟踪电网电压的变化。本文提出了11电平MMC经LCL滤波器的光伏并网结构,在系统级控制中采用双电流闭环控制,不仅使电流成为可控量,而且大大提高了并网电压的质量,有力的降低了并网电压、电流的总谐波畸变率(THD)。本文最后通过仿真分析得出结论,改进的NLC调制方式和双电流闭环控制可以很好地克服光伏发电受天气、环境等因素影响大的缺陷,很大程度上提高了光伏并网运行的可行性。