光伏并网发电系统利用逆变器将光伏电池组件产生的直流电变换为交流电,并送入电网,已成为太阳能可再生能源产业近年来主要的应用方式之一。然而,由于太阳光照强度不可避免的出现波动,并网光伏发电向电网注入的功率也会出现波动,这对电网的稳定会带来冲击。此外,在光伏并网发电系统输出功率低时,其输出电流的谐波成分会加大,不仅输出电能质量下降,对电网的电磁环境也造成危害,成为光伏并网发电系统工作中的一个实际问题。本文针对传统光伏并网发电系统输出功率波动和输出电能质量有时低的现象,在分析现有各类储能技术优缺点的基础上,研究利用电池储能技术来减小光伏发电功率的早晚-中午波动的新型光伏发电系统,设计其关键硬件、控制算法并实现。论文主要内容如下:论文首先设计了中间直流母线并联储能电池结构的新型光伏并网发电系统架构。根据储能环节、DC/DC环节、DC/AC环节间的能量流动关系,分析了该光伏发电系统的四种能量工作状态。进而,提出了一种可以减小早晚并网电流THDI,同时日并网发电功率波动小的储能利用控制策略。在此基础上,论文分析了蓄电池容量与发电输出功率波动量的关系式,提出了合理电池容量的优化确定方法;随后,论文详细地介绍了光伏发电系统中DC/AC三电平三相逆变器的关键设计。该逆变器采用基于dq旋转坐标的PLL软锁相控制来实现并网同步,利用基于dq旋转坐标的电压/电流双闭环控制来实现直流母线稳压和输出并网电流的快速稳定控制。论文细致介绍了锁相环参数、电压/电流控制参数的设计过程,并用Matlab仿真验证;继而,论文细致介绍了光伏系统中DC/DC Boost变换环节的分析和设计。该Boost电路使用通常的电压外环-电流内环的控制设计来实现升压,采用扰动观察法来实现对光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)功能。论文对上述控制参数进行了设计,并用Matlab仿真进行了验证;最后,论文建起了一台50k W的试验样机,并进行了多项功能测试。其中的DC/AC、DC/DC环节均实现正常工作,整个系统也实现了日输出功率波动改善、输出电流谐波符合标准的技术要求。