在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天,太阳能利用成为世界各国争相发展的热点。在太阳能的各种应用中,光伏发电备受关注。然而,光伏电池的输出特性具有强烈的非线性,并且受外界环境因素影响大,所以如何有效的利用太阳能,提高太阳能利用效率,成为太阳能利用中迫切需要解决的一个问题。太阳能光伏并网发电控制系统的两个核心部分是光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT)控制和光伏并网逆变控制。本论文以太阳能光伏发电系统为研究对象,以最大限度利用太阳能为主要目标,展开了光伏发电控制系统的理论和实验研究。具体研究内容可归纳如下:(1)系统地综述了课题的研究背景,对太阳能光伏发电技术进行简单介绍,引出本课题的研究现状及研究意义。介绍了光伏发电系统的原理和基本组成,确定了本文的主要研究内容。(2)对光伏电池的工作原理及工作特性进行介绍,详细分析了光伏电池工作的等效电路和数学模型,并对日照强度,电池结温和串联电阻对光伏电池输出特性的影响进行了分析;在此基础上着重介绍了一种可模拟环境温度、光照强度、光伏阵列串并联数等参数的光伏阵列动态通用仿真模型,解决了以往只针对特定光伏阵列建模的局限性,并给出了仿真结果。(3)对几种传统的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法进行了分析、研究和比较,提出各自的优缺点,并对目前国内外常用的其他最大功率跟踪控制算法进行了系统总结;对最大功率点跟踪控制的实现策略进行研究,建立了系统各个模块的仿真模型。比较了实际中应用最广泛的两种最大功率跟踪算法:扰动观察法和电导增量法的跟踪性能,并提出一种改进的扰动观察法,仿真结果表明该方法可有效减少传统扰动观察法的误判功率损失,具有较好的动态响应速度和稳定度。(4)建立基于SPWM的电压/电流型并网逆变器控制的数学模型,设计PI控制的参数,分析控制系统的误差。针对既可独立运行又可并网运行的单相光伏逆变器,本文采用有效值外环、瞬时值内环的控制方法,既保证了逆变器输出的静态误差为零,又保证了逆变器良好的输出波形。给出了同时满足独立和并网两种运行模式的输出滤波器控制结构图。