第二次工业革命以后,人类迈入了电气时代。从此开始,科学技术突飞猛进,发明创造层出不穷。随着技术的进步,人类对电力的消耗也在与日俱增。电力短缺、有限的自然资源和环境污染,成为了世界各国保障能源安全不得不面对的问题。如今,专家和学者普遍认同太阳能、风力和水力作为可再生能源,可以作为替代石化能源的新能源,值得大力推广和应用。本文围绕太阳能光伏发电系统这一课题展开研究。光伏发电系统主要由光伏阵列、最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)电路和并网逆变器三个部分组成。光伏阵列的伏安特性曲线是非线性的,国内外众多学者对光伏电池的输出特性做了大量的研究工作,根据光伏电池的物理特性,总结出了光伏电池的近似数学模型。本文利用光伏电池的单指数5参数模型,在Matlab/Simulink软件环境中模拟了光伏阵列在均匀光照和局部遮挡条件下的输出特性曲线,并以此作为分析MPPT算法时的数据。阴影效应是光伏并网发电系统中的常见问题。在均匀光照条件下,光伏阵列的功率-电压特性曲线有且仅有一个峰值,此时经典的MPPT算法是稳定可靠的。在局部遮挡条件下,光伏阵列的功率-电压特性曲线呈现出多峰值的特性,峰值点可能是局部极大值点,而非全局最大值点,此时经典的MPPT算法可能会失效。为了解决多极值问题,本文提出了一种新的MPPT策略,将跟踪过程细分为四个阶段分而治之,针对每个阶段使用不同的跟踪算法。仿真实验证明,该方法既有处理多极值问题的能力,还有收敛速度快,无多点振荡的优点。最后,本文在Matlab/Simulink软件环境中,建立了并网逆变器的数学模型。利用基于电压定向的矢量控制策略,实现了直接电流控制。仿真测试表明,本文设计的并网逆变器在稳态下可以实现无静态误差控制,在瞬变环境中,具有快速的动态响应速度。