在当前社会宏观发展格局的把控下,全球仍然面临着许多潜在的生存危机,例如化石能源的急剧紧缺、周围环境污染情况的日益严峻,人们不得不对将来能源问题的解决情况寄予密切地关注。由此,新能源的提出与应用为人类带来了新时代的福音。其中,太阳能量的合理运用变得更加值得重视。光伏水泵系统作为新能源产业的一项重要应用,具有其自身显著的特点,即零污染、高度可靠等。在阳光充足、地下水流资源富裕的地区,它的采用和推广则更加具有了必要性。总体来说,光伏水泵系统的研究应运而生,在如今社会具有极其突出的意义。简单来说,光伏水泵系统的工作机理,究其本质就是将光、机、电、控制技术等多种学科相互联系和融合在一起的一体化运行机制。本论文研究着重在于光伏水泵系统的构成、机泵与系统的选型、太阳能光伏电池阵列的特性、最大功率跟踪控制策略以及其系统的控制策略等各个方面做出相应的理论分析及设计。本文结合光伏水泵系统的国内外研究情况,对其应用和技术现状进行了深入地了解,提出了一种适用于交流型光伏水泵系统的整体控制策略和运行结构,并使其能够高效运行。还针对光伏水泵系统的太阳能电池部分进行了其工作原理的分析,并对此建立了数学仿真模型。除此之外,其间为了能够最大限度的应用光伏阵列所输出的太阳能量,同时考虑到该交流型系统的逆变过程相对复杂、光伏阵列电压波动范围较大等特点,系统的电机调速部分运用了基于实现方便,思路简单的直流母线电压利用率较高的空间矢量脉宽调制(SpaceVector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法进行调制的变压变频(Varuabke Viktage Varuabke Frequency,VVVF)控制技术。本文通过对不同传统常规算法的一系列理论性分析与比较,并针对光伏阵列输出最大功率点的问题,提出了一种叫做改进型变步长扰动观察法的新型控制算法。无论在Matlab/Simulink的仿真环境里还是整体试验平台下,这个新型算法均能够表现出较为优良的工作运行性能。同时,根据所设计的交流型光伏水泵系统实施的控制策略,对DC/DC升压变换以及DC/AC逆变环节采取不同方式,分别设计出相对应的硬件电路以及相匹配的软件流程,并得出相应的局部硬件部分仿真结果。最后通过采用搭建实验平台和仿真模型的方式,从所设计的系统的模拟实验和仿真结果中可以看出,光伏阵列规模的选取能够使系统可靠运行并达到最大功率点,且系统中的逆变器能够输出三相正弦波(负载电机采用星形连接),电压为220V且波形稳定,既能够满足三相异步电机的运行条件,又能够在应用中带动水泵进行提水作业。整体实验体现该系统的设计能够实现预期的工作目标并且稳定运行。