光伏发电作为清洁可再生能源正在快速发展,相关问题的研究也在不断深入。在室内研究光伏发电系统,尤其是大功率的光伏发电系统时,若采用真实的光伏电池进行实验研究,很容易受光照、温度等自然环境和现场条件的限制。针对这一问题,本文利用先进的实时仿真软件,搭建了半实物仿真平台,并对单级式光伏发电系统进行了实时仿真建模和分析。论文首先概述了国内外光伏发电发展现状,阐述了研究光伏发电实时仿真系统的必要性。随后,建立了光伏模拟器的数学模型和控制器模型。利用传递函数和波特图对控制器参数进行理论分析,并对控制器的参数进行优化。通过软件仿真和实验,将理论得到的控制器参数和经验获得的PI控制参数进行实验对比。实验结果证明,用频率特性法进行控制参数设计更加合理。然后,利用RT-LAB实时仿真平台,结合DSP控制器以及光伏模拟器硬件,分别建立硬件在回路模型和快速控制模型,并将实验结果分别与MATLAB仿真的结果进行对比分析。实验证明,该模拟器的工作特性与所模拟的光伏电池输出特性相吻合,并能够动态模拟负载小范围变化的工作情况。最后,本文利用光伏模拟器代替传统的光伏电池,建立了单级式光伏并网发电系统,在RT-LAB仿真平台中搭建实时仿真模型,对系统进行了仿真研究。该实验平台不仅克服了实物系统受光照与温度现实条件的限制,同时可以兼顾硬件环境对实验的影响,弥补了全数字仿真的不足,为室内进行大功率光伏发电系统的实验研究提供了一个良好的平台。