当今,随着经济科技的发展,人们对能源的需求量骤然陡增。但像煤炭、石油和天然气这样的不可再生能源的全球总储量又是有限的,人们不可能永无止境地利用它们,所以寻找一种能够替代不可再生能源的话题便悄然而生。经过数十年的探索,风能、太阳能、潮汐能等新能源受到人们越来越多的关注。尤其是对太阳能光伏并网发电系统的研究,已经在许多国家和地区都热火朝天地开展着。虽然光伏发电系统有其无比优越的特性,但其系统开发的进程却屡屡因为昂贵的电池板价格和恶劣的自然条件而受阻。所以开发工具的不足导致了光伏发电系统的开发是昂贵和效率低下的。本文旨在设计一种对光伏并网发电系统的开发至关重要的实验工具—太阳能电池阵列模拟器。本文首先叙述了研究太阳能电池阵列模拟器的背景和意义。接着论述了太阳能电池的特性,并建立了数学模型。最后根据建立的数学模型提出了找到负载工作点的相关算法,为模拟器系统的开发奠定了理论方面的基础。根据太阳能电池模拟器对硬件电路的要求,本文提出了使用四级变换形式的主功率电路拓扑结构,并对各级结构的选型和相关器件参数的计算作了介绍说明。系统的控制器选用TI公司的TMS 320 F 2812型号的DSP芯片作为控制器,它高性能的运算能力正是本系统所需要的。最后,本文给出了实验结果,证明了所设计的太阳能电池阵列模拟器具有良好的稳态和动态性能。它的稳态工作点均与所模拟的太阳能电池阵列I - V输出特性曲线上的各点相吻合;且能动态地模拟负载变化时的动态相应情况。