近年来,分布式发电以其发电方式灵活、能源利用率高等优点得到迅速地发展。并网逆变器作为分布式发电与电网之间的接口装置,其性能的好坏直接影响到输入电网的电能质量。由于分布式能源的大量接入,电网通常呈弱电网特性,这对并网逆变器提出了更高的要求。本文以基于LCL滤波的非隔离型两级式单相光伏并网逆变器为对象,针对LCL滤波器的参数优化设计、LCL滤波器的谐振抑制、弱电网条件下并网逆变器稳定性分析以及并网电流直流分量抑制等问题展开研究。针对LCL型单相并网逆变器的拓扑结构,建立LCL滤波器的数学模型,分析寄生电阻及参数自身变化对LCL滤波系统稳定性的影响,以及电网存在阻抗时系统的稳定性。分析LCL滤波器取值的限制条件及取值范围,随后综合考虑电感总值最小化和电网感抗变化时谐振频率变化最小的原则,设计LCL滤波器的参数并进行仿真。最后搭建了3.3kW的单相并网逆变器实验平台。针对基于电容电流和并网电流的双电流反馈控制策略,设计电流控制器参数,无需试凑即可满足性能要求。分析附加电网电压比例前馈和全前馈后并网系统在弱电网条件下的稳定性,并解释全电网电压前馈各项函数对电网背景谐波的抑制作用;为前馈函数中的微分环节配置低通滤波器以抑制其引入噪声的问题,使得并网逆变器具有较好稳态及动态响应性能的同时,对各个参数的变化均具有一定的鲁棒性,并讨论低通滤波器中时间常数对电网阻抗变化的适应性。针对并网电流并网电流跟踪过程产生的震荡问题,分析其产生机理,指出振荡产生原因可归结为由数字信号处理器,滤波器和PI控制中的积分环节所造成的延时引起的,通过合理地采用滤波器结构、设计滤波器参数、安排采样中断和控制中断的时序以及设计高效的控制算法,是从工程角度解决延时震荡问题行之有效的手段。基于双电流采样控制策略的LCL型并网逆变器需增加一路电流传感器用于采样电容电流,而在电流控制器前向通路上串联滤波器的方法无需增加电流传感器即可有效抑制该谐振现象,节省了体积和成本,但是该方法在自身参数变化和电网阻抗大范围变化时有可能失效。针对该问题提出采用在线检测系统谐振频率的方法实时修正陷波器的陷波频率,对于数字控制器,由于在线更新数字陷波频率时需更新每一项系数,计算复杂,为简化计算,进一步提出采用双二阶滤波器代替陷波器作为修正对象来修正陷波频率,同时修正PI控制器的比例系数以保证系统的带宽及稳定性。仿真和实验证明所提方案可有效地提高LCL滤波并网逆变器的电网适应性。针对非隔离型并网逆变器的输出电流存在直流分量的问题,以数学模型为基础,分别从开关元件动作不一致、测量元件误差、数字控制误差等几方面讨论了并网电流直流分量产生的机理。然后在理想电网条件和非理想电网条件下分析直流母线电压纹波与并网电流之间的关系,得出并网电流直流分量的值可通过母线电压分段积分后再进行代数解析获得,采用该值实时在线修正并网参考电流可达到抑制并网系统直流分量注入的目的。仿真和实验证明所提方法能够有效抑制并网电流中的直流分量。通过以上研究,使得并网逆变器的性能进一步增加,提高了其在市场上的核心竞争力。该课题适应我国大力发展新能源、提高国家核心竞争力的需求,具有一定的理论依据及实际应用价值。