能源危机和环境污染加速了人类对可再生能源利用的研究,可再生能源家族中资源量最大、分布最普遍的便是太阳能。太阳能发电是太阳能光热转换利用的一个重要研究方向,由于受太阳光质量影响较大,如何保障负载端的稳定以及可靠用电是光伏利用的一个关键。在避免引进储能系统所带来的效率降低和环境污染的前提下,从解决清洁能源优先利用、负载稳定供电、不影响大电网运行的角度出发,提出了一种小功率光伏微电网与市政电网联合运行供电方式,并着重分析了光伏并网逆变系统中的逆变器,对并网和能量控制策略进行了重点研究。首先,本文对单相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构和工作原理进行了详细的介绍,然后对单相光伏并网系统中硬件参数进行了优化设计。在所设计硬件拓扑结构的基础之上,分析了不同的控制策略对光伏逆变系统的效率和控制性能等方面的影响,比较了常用的光伏并网逆变器的最大功率跟踪控制策略,并优化了基于干扰跟踪法的最大功率点跟踪算法参数。针对传统比例复数积分控制无法应用于单相坐标系的问题,提出了将广义二阶比例复数积分控制引入到单相并网逆变器的控制中,并与电网电压前馈控制和重复控制构成复合控制策略,对小功率光伏微电网与市政电网联合运行供电的能量控制起到较好控制效果。最后在MATLAB/Simulink和TMS320F28335 DSP平台上进行了仿真和实验,实验结果验证了复合控制策略的合理性和有效性。