由于大量分散的光伏发电系统接入大电网，光伏发电系统的稍微偏差都会给大电网带来隐患。因此，如何保证光伏发电输出电压和频率的稳定性成为了光伏发电系统安全可靠运行的关键。本文在现有光伏发电拓扑结构及控制策略的基础上，对光伏汇流柜的结构、最大功率控制方法及逆变器的控制方法进行改进，并通过Matlab/Simulink搭建模型进行仿真，以验证理论的正确性，本文的主要内容包括以下四个方面：　　首先，通过光伏电池数学模型的分析，在Matlab/Simulink中搭建电池模型，对光伏电池的输出特性进行了仿真分析，为光伏汇流柜和最大功率跟踪控制的改进奠定了基础。　　其次，对光伏汇流柜的原理及内部结构进行分析，通过在光伏汇流柜内部添加可关断晶闸管，使输入光伏汇流柜的电池组可以随天气的变化改变串并联组合，从而实现光伏汇流柜的输出电压不受天气变化的影响而平稳输出。　　第三，通过对常规定步长扰动观察法最大功率控制方法进行分析，提出根据距离最大功率点的远近适时调整步长的改进步长扰动观察法，以此解决传统定步长扰动观察法不能同时兼顾动态性和稳态性的问题。　　第四，通过对现有光伏逆变控制方法进行分析，在此基础上提出了基于虚拟同步发电机思想的逆变器控制策略。在文中分析了同步发电机的经典二阶数学模型，并设计了虚拟同步发电机的励磁电压调节控制器和功频调节控制器，通过在Matlab/Simulink中搭建仿真模型进行仿真验证，表明了基于虚拟同步算法的逆变器控制策略与传统控制方法相比，不仅能够维持输出电压频率和复制的稳定性，还能够使光伏发电系统在并网和孤岛运行之间灵活地切换。　　最后，对所研究内容进行了全面的总结，并指出进一步的研究方向。