近年来,由于传统化石能源的日渐枯竭,以太阳能、风能为代表的新能源开发和利用逐渐成为世界关注的焦点。微电网系统作为新能源输发电的载体,不仅能提高电力系统运行的灵活性,同时还能为用户带来可观的经济效益。然而随着光伏发电容量越来越大,由于储能装置在容量和成本上的限制,传统的并网型光伏发电系统已不能更好地满足微电网运行的要求。本文以两级结构的光伏发电系统为对象,从光伏电池、光伏逆变器及双模式控制策略这几个方面,针对微电网中的孤岛/并网双模式光伏发电系统进行了详细的研究。本文首先根据光伏电池数学模型对其功率输出特性进行了详细分析,并针对传统电导增量法在扰动步长固定上的缺陷,提出了一种基于积分调节器的改进电导增量法,并以此作为光伏电池并网运行模式下的功率控制策略,实现最大功率跟踪控制。又根据微电网在孤岛运行模式下的要求,提出了光伏电池负荷功率跟踪算法,旨在使得光伏电池输出功率与微电网中负荷功率相匹配(最大功率范围内),从而满足孤岛运行时微电网内部功率平衡的条件。通过对以上两种算法进行整合,形成了光伏电池双模式功率控制策略。经过仿真证明,该控制策略能够有效地控制不同运行模式下光伏发电系统的输出功率,即并网模式下输出最大功率与孤岛模式下输出负荷功率(最大功率范围内),实现微电网安全、高效地运行。针对光伏发电系统朝着高压、大功率应用场合发展的趋势,本文对三电平飞跨电容型光伏逆变器进行了介绍。根据微电网不同运行模式下的要求,本文基于逆变器主电路的数学模型,分别对双模式光伏逆变器在并网模式下的P/Q控制策略及孤岛模式下的V/f控制策略进行了详细分析。为了进一步提高光伏发电系统的性能,本文通过比较不同三电平载波调制策略对谐波分布的影响,选择了三电平飞跨电容型光伏逆变器的调制方案,并对该调制方案加以改进,使其能维持飞跨电容电压平衡,确保逆变器正常工作。文章还对双模式逆变器运行模式的切换过程进行了讨论,并采取了相应措施减小切换时所产生的冲击。文章最后通过对光伏发电系统前、后级进行整合,形成了一个完整的两级结构双模式光伏发电系统。借助现代计算机仿真技术,在MATLAB/Simulink上构建了包括光伏阵列模型,三电平飞跨电容型逆变器模型,双模式控制策略模型和微电网模型在内的综合仿真平台。依靠该仿真平台,模拟了包括负荷投切,电源投切,光照变化和模式切换在内的一系列工况,有效地验证了本文所构建的双模式光伏发电系统的正确性和可行性,并为今后深入研究打下坚实基础。