当今社会人类正面临着能源短缺和环境恶化的巨大危机,为了化解危机人类不断探索开发利用绿色可再生能源的新理论和新方法。太阳能光伏发电既有助于缓解能源短缺也有助于阻止环境恶化,因此成为了电气工程界热门的学术研究方向之一。电力电子技术的不断进步以及光伏电池生产成本的不断下降,使太阳能光伏发电从补充能源转变为替代能源成为可能。随着功率及功率密度的不断提高,并网运行将成为太阳能光伏发电最主要的运行方式。本文的研究对象为大型太阳能光伏电站并网逆变系统,该系统具有集中式发电、大功率并网、有功无功解耦控制等特征。首先,本文通过对太阳能光伏发电最大功率点跟踪的基础理论以及最新理论的研究,提出了一种实用的最大功率点跟踪方法,即基于光伏电池平均物理特性曲线的MPPT方法；通过对锁相环的基础理论以及最新理论的研究,明确了最为有效的锁相环设计理论和方法;通过对三相电压型PWM整流器建模及其控制的基础理论以及最新理论的研究,阐述了PWM整流器的工作原理和拓扑结构,推导了主开关SPWM变换环节的小信号数学模型,分析了能够实现PWM整流器有功分量和无功分量解耦控制的基于dq变换的双闭环控制方案；通过对PWM整流器参数设计原理和经典参数设计公式的研究,建立了一套适用于大功率整流器参数设计的公式,公式推导力求精确,从而有效避免了经典参数设计公式源于推导简化而造成的应用于大功率PWM整流器参数设计时可能出现的参数范围上限值小于下限值的情况。其次,本文在理论研究的基础上设计了一套适用于大型太阳能光伏并网发电的具有最大功率点跟踪、孤岛检测、有功无功解耦控制的大功率三相电压型SPWM控制逆变系统,并且利用电力电子仿真软件PSIM进行了系统仿真,给出了仿真电路和仿真波形,验证了逆变系统设计的合理性；通过与传统MPPT方法应用的对比,仿真验证了基于光伏电池平均物理特性曲线的MPPT方法的实用性。再次,本文在理论设计的基础上进行了结构设计,包括通讯系统结构设计控制系统结构设计、主电路系统结构设计；进行了数字信号处理设计,包括锁相环系统数字信号处理设计、控制系统数字信号处理设计；进行了电路设计,包括电源电路设计、采样电路设计、隔离电路设计、驱动电路设计、主电路设计。最后,本文在对三相电压型SPWM控制逆变系统研究和设计的基础上,进行了三相电压型SVPWM控制逆变系统的研究和分析。通过对SVPWM控制基本原理的研究,提出了一种SVPWM控制的应用技术；推导了主开关SVPWM变换环节的小信号数学模型；进行了三相电压型SVPWM控制逆变系统的理论设计,仿真验证了系统设计的合理性以及所设计应用技术的实用性。另外,本文在附录部分设计了一套逆变系统小功率原理验证装置,通过试验验证了控制系统设计的合理性和实用性。