科技的进步使得人们生活水平不断提高,这也导致了对能源需求的不断增长。传统石化能源的迅速消耗引发的能源危机,同时也造成严重的环境污染问题。因此有效开发和利用可再生能源是未来发展的必经之路。在诸多新能源中,太阳能因为资源丰富、清洁无害、获取和使用简单等优点受到广泛关注。近年来,太阳能电池板、电力电子器件以及并网发电技术的迅速发展使得光伏能源的使用更加高效和安全。因此,对光伏并网系统的研究与设计是具有重大的实际意义。本文主要以单相并网系统为研究对象,重点分析了光伏并网系统的控制系统设计。论文首先分析了单相光伏并网发电系统的相关技术和光伏发电原理和模式,讨论了光伏发电系统的拓扑结构,对比分析了工频隔离型并网逆变器、高频隔离型并网逆变器、单级型非隔离并网系统和多级式非隔离并网系统的结构、性能和优缺点;并介绍了DC/DC变换器和DC/AC变换器的结构。其次分析了光伏并网控制系统的需求分析和总体设计,绘制了光伏并网控制系统的总体结构框图,详细分析了各部分的功能结构。讨论了主控制器的对比选择和模拟信号调理电路的总体结构。论文重点讨论了光伏并网控制器的软件和硬件单元设计。硬件单元详细分析了DSP控制器机器外部接口配置电路的设计;分析了模拟信号调理电路设计,此部分实现对并网系统的各个节点的电流和电压的检测以及电网电压频率和相位检测;讨论了驱动单元的信号放大、隔离和驱动等各个部分的原理图设计,介绍了系统电源设计和继电器驱动电路设计。在软件设计方面,分析了最大功率点跟踪控制方法设计,确定以变步长扰动观察发作为本系统的最大功率点的跟踪算法;分析逆变控制器的闭环控制方法,采用电流、电压双闭环的控制策略,保证了输出交流电的频率和相位稳定;讨论了频率和相位锁定方法,分析程序控制流程,给出了相环控制程序流程图。