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随着社会经济的快速发展,常规能源大规模消耗引发的能源危机和环境污染日趋严重,人类越来越重视对绿色新能源的开发和利用。其中,太阳能以其清洁、环保、无污染、取之不尽用之不竭等优点而深受人们的青睐。光伏发电作为太阳能利用的一种重要形式,也得到了迅速的发展,并成为新能源应用领域的重点研究课题。光伏离网逆变器作为光伏离网发电系统中实现电能转换的核心装置,对整个系统的效率、稳定性及成本具有决定性作用。因此,为提高光伏发电系统的发电效率、改善其控制能力,研究一种高性能的光伏离网逆变器具有重要意义。本文围绕光伏离网发电系统的高效率发电技术和逆变控制技术进行了研究,主要内容如下：(1)研究了单相全桥光伏离网逆变器主电路拓扑结构,详细分析了全桥逆变电路的工作原理。研究了面积中心等效SPWM控制算法及电压电流双闭环PI控制算法,在此基础上实现逆变器的稳压控制。(2)重点研究了光伏阵列的输出特性、最大功率点跟踪(MPPT)控制算法和蓄电池充电特性。在对比分析几种常见MPPT控制算法的基础上,提出了一种改进型变步长扰动观察的MPPT控制方法,同时介绍了几种实现MPPT算法的常用DC/DC变换电路,对Boost变换电路的原理进行了分析,并基于Boost电路建立了改进型变步长扰动观察法MPPT控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明改进型变步长扰动观察的MPPT算法能有效地跟踪太阳能光伏系统的最大功率点,提高了系统动态和稳态性能;设计了带MPPT和恒压充电功能的光伏充电控制器,有效地提高了光伏阵列的利用率并实现了蓄电池充电控制的优化。(3)给出了20KW光伏离网逆变器的主电路元件参数及部分硬件电路的原理图设计。(4)给出了详细的软件控制系统设计方案和各功能子模块的软件流程图,重点阐述了带死区补偿的DSPWM控制信号、稳压控制及信号检测的软件实现方法。(5)在理论分析和仿真研究的基础上,研制了基于STM32F103VE的单相20KW光伏离网逆变器样机,并对其性能进行测试实验。分析了IGBT驱动波形、空载和带载情况下输出电压的波形,验证了本文所研究的20KW离网型逆变器的设计方案可行性。