为应对气候变化和日益增长的能源需求及寻求更加安全可靠的电能供应，以太阳能和燃料电池为代表的可再生能源发电投资在全球范围内急剧增长。然而，如何提高这些可再生能源发电系统的运行效率并通过电力电子变换装置将其接入电网是一个具有挑战性的问题。本文提出了一种用于可再生能源发电系统的两级控制算法，并设计了一种改进的有源滤波器，用以提高可再生能源系统的运行效率和并网性能。　　为精确控制光伏（Photovoltaic，PV）发电系统，提出了一种基于电流的两级最大功率跟踪（MPPT）算法。上级控制算法包含两个环：设定值计算环和微调环。设定值计算环通过PV短路电流的离线计算，预估PV的最大功率运行点；微调环利用扰动观察法，跟踪光伏系统精确的最大功率运行点。通过上级控制器产生MPPT参考值后，采用传统的比例积分（Proportional Integral，PI）控制器结合PWM信号发生器，迫使光伏系统跟踪产生的参考值。但是，PI控制器在PV系统的传递函数中增加了一个极点，会导致PV电流振荡。因此，PV系统无法以最小的误差跟踪上级 MPPT控制器生成的电流参考值。针对这一问题，本文提出一种基于模糊理论的下级控制器来取代原来的PI调节器，用于控制光伏系统中DC–DC变换器的连续电流(即电感电流)。　　为方便燃料电池（Fuel Cell，FC）系统更好地接入电网，本文提出和设计了应用于FC系统的两级控制器。上级控制器使FC系统在启动时有一定的预热时间。在稳态时，FC系统工作在效率最高的运行点。而且，上级控制器产生的参考值可以作用于改进的下级模糊控制器，用以调节FC系统DC-DC变换器的占空比。此外，为消除直流微电网中用于控制电池充放电的DC-DC转换器，本文提出了一种使PV系统和FC系统按照队列的优先顺序来调节电池电压和电流的多重控制技术。上级控制器通过调整PV系统和FC系统的参考电流使其工作在可能的最优效率点。同时，电池的电压和电流被连续地周期性采样和监测，避免超出直流微电网的性能指标限值。　　在实际应用中，当电源电压存在谐波和畸变时，锁相环（phase-locked loop， PLL）和低通滤波器（low-pass filter，LPF）的精确性会受到影响，从而导致广泛应用于可再生能源并网的典型有源滤波器的工作状态具有一定的不可预测性。为克服这些不足，本文提出了两种解决方案。首先，提出了基于同步参考坐标系（synchronous reference frame，SRF）的改进补偿算法，该补偿算法利用单个变量(如负载电流)协同基于小波的 PLL，控制并联型有源电力滤波器（SAPF）。源电压的基波正序分量采用小波技术获得，通过正交信号发生器获得PLL的输入信号。然后，所产生的正交信号通过基于SRF的补偿算法，提取SAPF的参考值并使其和电网同步。为使剩余未被补偿的源电流谐波通过SAPF，还提出一种含电流谐波抑制环的改进型串联滤波器（series filter，SF）。串联型有源滤波器受控于所提出的基于SRF理论的补偿算法，此算法很好地结合了基于小波的PLL和LPF技术。而且，提出了统一电能质量调节器（unified power quality conditioner, UPQC）系统，以促进这两种方案的并行应用。　　简言之，本文提出了光伏/燃料电池混合发电系统的两级控制策略及通过改进型有源滤波器的并网集成技术。通过采用两级控制算法，结合所提出的PV和FC系统的控制方案，可以使其作为电流源运行，取代了传统具有诸多技术挑战的电压源工作形式，使得可再生能源发电单元能够作为并联电流源被控制，消除了用于调节电池电压和充放电电流的DC–DC变换器。此外，提出的基于小波的UPQC，能够实现混合发电系统的有效并网。通过Matlab/Simulink仿真平台，验证了混合发电系统的两级控制策略和改进的UPQC并网技术的有效性。