太阳能作为是一种重要的可再生能源受到广泛的开采利用,其中光伏并网发电技术是开采太阳能的重要手段。随着我国对光伏产业的大力扶持,光伏电站的功率也越来越大,研究大功率光伏逆变器具有重要意义。光伏发电系统主要包括光伏电池的最大功率点跟踪部分和并网逆变部分。本文对光伏并网发电系统中的光伏电池输入输出特性、最大功率点跟踪技术、并网逆变系统控制策略、锁相环技术和孤岛检测技术展开了研究与设计。首先,明确了光伏发电技术的研究背景和意义,选择了合适的光伏并网发电系统的结构,建立光伏电池的数学模型并进行仿真分析。针对常用的MPPT电路的电感电流纹波大这一特点,采用了交错并联buck电路,分析得具有较好的纹波抵消效果。列举了工程上常用的MPPT算法,选择了电导增量法作为MPPT算法,并进行了仿真验证。其次,推导了Clark坐标变换和Park坐标变换,在理想电网电压条件下,建立了三相逆变器在abc、αβ和dq三种坐标系中的数学模型,决定在dq坐标系中采用电压外环和电流内环的双环控制策略。电压外环和电流内环均采用PI控制算法,并计算得出比例环节和积分环节的参数。另外,介绍了空间矢量脉宽调制的原理和实现方法,并搭建了一台30KW的基于空间矢量脉宽调制的三相光伏并网逆变器仿真模型进行验证。然后,分析了锁相环的基本工作原理,建立了三相并网逆变器锁相环模型。对比分析单同步坐标系锁相环、基于对称分量法的单同步坐标系锁相环和的基于双二阶广义计分器的锁相环的优缺点,最后决定采用基于双二阶广义计分器的锁相环来进行并网锁相,并进行仿真验证。最后,对三相光伏并网逆变器的硬件和软件进行设计。硬件包括交错并联buck电路和逆变电路的设计。交错并联buck电路包括光伏列阵采样电路、开关管、电感和续流二极管的设计。逆变电路包括直流侧电容、开关管、LC滤波器、直流侧采样电路和保护电路、交流侧采样电路和保护电路的设计。软件包括系统的初始化及相关寄存器的配置,以及主程序、MPPT程序、SVPWM程序、锁相环程序、过/欠压保护和过/欠频保护程序的设计。搭建了一台30KW的三相光伏并网逆变器实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性与电路设计的可行性。