太阳能是目前最具开发利用前景的可再生能源之一,太阳能光伏并网发电已成为太阳能应用的主要形式。本文以太阳能并网发电系统中的逆变器和太阳能电池阵列为研究对象,以高质量电能回馈电网和高效利用太阳光伏电能为主要目标,开展逆变器拓扑结构、逆变并网控制策略以及太阳能电池阵列的最大功率点跟踪(MPPT)控制等方面的理论分析和实验研究。论文首先介绍并网逆变器的总体设计方案,根据应用特点,通过比较多种逆变器主电路的特点,确定采用无变压器隔离的两级变换器拓扑结构；给出了逆变试验样机的主电路关键参数计算以及控制系统硬件电路中各功能单元电路的详细设计。论文在分析正弦波脉宽调制技术的基础上,建立了电压外环和电流内环的双闭环控制的数学模型,设计了电流跟踪控制器,研究了控制器的参数整定方法。该算法采用数字信号处理器(DSP)来实现,给出了并网逆变器控制主程序和各子程序的软件设计流程。为了实现最大功率点跟踪控制,论文重点分析了太阳能电池的输出特性,比较了几种常用的最大功率点跟踪方法,通过对导纳增量法进行改进,得到了一种有效方法,基于该方法进行了电池阵列遮挡实验,结果表明,太阳能光伏并网逆变系统能始终工作在电池阵列的最大功率点。在上述研究的基础上,成功研制了一台输出功率为3KVA的并网逆变器,搭建了太阳能光伏并网发电系统实验平台,测试了功率电路驱动、并网电流和电压的波形,并对太阳能并网逆变系统进行了谐波分析。结果表明,所研制的太阳能并网逆变系统能以0.99的功率因数向电网输送电能,其总谐波分量、频率及其他技术指标达到设计要求。