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太阳能作为一种无污染的、资源充足的绿色可再生能源,已成为人类开发利用的焦点。光伏并网发电技术能够使太阳能转换成可并网的电能,是当今世界光伏发电的发展趋势。本文分析了国内外光伏发电的研究现状和发展前景,比较了光伏并网逆变器的各种主电路拓扑结构和控制策略,在此基础上选择基于级联多电平逆变器的光伏并网系统作为研究对象,并对此系统的最大功率点跟踪、级联逆变器的控制策略、孤岛效应检测方法等进行深入研究。本文的创新点是针对光伏并网系统的级联多电平逆变器提出周期循环载波层叠PWM(CCDPWM)控制方法,这种控制法不仅能够降低输出电压的谐波含量,且避免了普通载波层叠控制引起的单元输出功率不平衡的问题。本文的主要工作和成果如下:(1)在分析光伏电池阵列伏安特性和最大功率点跟踪控制方法的基础上,重点研究了电导增量法,并提出适合基于级联多电平逆变器光伏并网系统的多DC/DC电路结构。(2)研究级联多电平逆变器的拓扑结构和控制策略,在此基础上本文提出周期循环载波层叠PWM (CCDPWM)控制方式,并对CCDPWM控制方式进行Matlab/Simulink仿真,结果表明这种方法能够降低输出电压谐波含量并且避免了普通载波层叠控制引起的单元输出功率不平衡的问题。(3)由于两级光伏并网系统的结构特点和级联多电平逆变器的特性,基于11电平级联逆变器的光伏并网系统采用了改进的双环控制,即电流内环、电压外环与多MPPT控制相结合的控制方式。这种控制方式能够降低输出电流的谐波,且能使输出电流与电网电压同频同相。(4)本文采用TMS320F2812作为主控制芯片,但是因其只能产生16路PWM控制波,不能满足光伏并网系统中11电平级联逆变器的需要,所以本文采用DSP和FPGA相结合的方式来提供多路PWM控制波,并设计了周期循环载波层叠控制方式的软件方案。