随着光伏发电技术近来的发展,光伏发电并网系统得到越来越广泛的应用。但是光伏发电系统复杂多变的外部条件,会对光伏电池的稳定输出和并网带来许多较为复杂的问题。本文把光伏电池并网发电系统作为研究对象,以光伏电池最大化、最优化地将电能馈入电网为研究目的,展开了理论分析和仿真研究。首先本文较为系统的阐述了课题研究背景,然后引出光伏并网发电系统中三个核心构成部分：光伏电池建模、最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)、并网控制。本文针对这三个主要部分开展的研究内容如下：(1)在详细分析光伏电池的物理特性与数学模型基础上,采用Matlab/Simulink建立了光伏电池工程通用模型,分析其输出特性和外界因素之间的关系；对局部阴影情况下光伏阵列P-U特性曲线产生多峰的原理进行分析,搭建光伏阵列多峰模型,对其分布规律进行仿真分析。(2)分析光伏电池的MPPT控制原理,介绍几种常用的MPPT算法,同时对扰动观察法和电导增量法的实现策略进行具体分析,建立系统中各个子模块的仿真模型,并就跟踪性能做比较；针对普通扰动观察法的两个缺陷,采用一种基于功率预测的变步长扰动观察法,有效提高控制方法的动态响应速度和稳定性。(3)针对局部阴影情况下光伏阵列多峰的问题,分析粒子群算法应用于MPPT控制的优缺点,采用一种自适应学习因子PSO算法,并给出算法流程；仿真结果表明,对比与传统的电导增量法,本文算法不仅保留了基本粒子群算法的优点,而且收敛速度快、精度高,可以准确跟踪到局部阴影条件下光伏发电系统的全局最大功率点并稳定下来。(4)在单相光伏发电并网系统中,建立基于Boost变换器的两级式并网发电系统,采用一种基于电网电压前馈补偿的SPWM电流控制策略实现并网控制,仿真结果表明系统动态性能良好,同时实现了光伏电池的最大功率跟踪和单位功率因数并网。(5)在三相光伏发电并网系统中,将并网逆变器在(abc)静止坐标系下的数学模型进行坐标变换,得到其在(d,q)旋转坐标系下的数学模型,建立基于SVPWM电流无差拍控制的三相光伏并网逆变器仿真模型,分别对有功电流和无功电流进行无差拍控制,仿真结果显示在外部环境发生突变的情况下,并网电流谐波仍能满足并网要求。