本文主要以光伏发电系统中的光电单元为研究对象,对光伏发电系统的各个环节做了全面的理论分析,完成了光伏电池模拟器、具有最大功率跟踪功能的充电器、超级电容适配器、并网逆变器等系统部件,在此基础上对并网系统的拓扑结构、控制策略等作了详细的分析和研究,主要内容有:通过分析太阳能光伏电池的I-V输出特性,确定了光伏电池模拟器的拓扑电路,研制了基于Buck变换器的光伏电池模拟器,使其输出特性与要模拟的光伏电池特性相似,运用Holtek46R24单片机和UC3842芯片的联合控制,可使光伏电池模拟器具有较高的精度和快速的动态响应特性。为后面的实验打下了基础。为了充分利用光伏电池的能量,通过分析Buck和Boost电路在最大功率跟踪上的特点,确定了采用MPPT充电器的拓扑结构。采用扰动观察法研制了基于Boost变换器的具有最大功率跟踪功能的充电器,在其工作时通过改变输出阻抗,寻找最大功率点,使光伏电池输出功率最大。把超级电容器作为大电流充放电储能器件,应用到了光伏系统中,分析半桥无隔离双向DC/DC变换器的拓扑,研究了半桥拓扑的不同工作模态,利用双向DC/DC变换器,在蓄电池的大电流充放电中,起到了削峰填谷作用,实现了蓄电池的优化管理。对电压型逆变器和电流型逆变器并网进行模型分析与闭环设计,介绍了同步锁相和切换技术,并进行相关的仿真和实验。开发了基于高性能DSP芯片TMS320LF2407A的光伏发电系统的软硬件实验装置,实现了高速的数据采集、事件管理和复杂的控制算法,完善了系统的智能保护措施。