从国内外的研究现状来看,新能源尤其是太阳能逐渐成为分布式发电并网的研究热点。大量分布式能源通过电力电子设备并入电网,影响了电网的运行质量。研究如何提高作为能源转换重要环节的并网逆变器的电能质量和变换效率是促进分布式新能源发电系统快速发展的技术研究热点。发展光伏并网逆变器拓扑结构和适合的调制方法、控制方法是提高变换效率改善电能质量的主要研究方向。本文从主动控制的角度出发对光伏并网逆变系统中的抗网压干扰、逆变器拓扑结构、谐波抑制的关键问题进行了较为深入的理论分析和仿真实验研究,通过改善光伏逆变器本身的性能来提高电能质量,降低成本、提高效率及可靠性,满足电网的电能质量要求。主要研究内容如下:(1)研究了带有LCL滤波器的并网逆变器谐振抑制和抵抗来自电网电压畸变引起的低频谐波干扰问题。针对来自电网电压畸变引起的低频谐波干扰问题,提出了在LCL滤波器的双闭环控制的基础上增加电容电流正反馈的控制策略,采用控制理论中传递函数变量消除的方法建立了该控制器的数学模型,利用伯德图和数学分析进行了参数的配置,并通过仿真模型和实验证明了该方法在参数设置和对网压干扰抑制方面的正确性和优越性,该方法不仅能消除来自于网压变化带来的低频谐波的干扰,使并网电流的THD大大降低,提高了并网电能的质量,而且成功将高阶控制系统降阶,优化了系统结构参数的设计,提高了控制系统的稳定性。(2)研究了一种结构简单的新型多电平逆变器拓扑。这种新型的多电平逆变器是将交错并联技术与磁路耦合电路结构相结合引入到传统的两电平半桥逆变器中,不仅利用了半桥逆变器结构简单,功率器件少的优点,改善了输出两电平的传统半桥逆变器对输出滤波器高要求、输出电流THD高的缺点。详细分析了新型多电平光伏逆变器的拓扑结构和工作原理,为了证明该拓扑结构能够提高系统效率,节约成本,对新型多电平拓扑结构中的功率开关器件的状态、应力和损耗方面进行了详细的分析,设计了SPWM调制策略,减小了对直流侧纹波的影响,搭建了仿真和实验平台,对系统运行的稳定性和可行性进行了验证。(3)研究了新型多电平逆变器的环流和谐波抑制策略,在建立了新型多电平逆变器拓扑结构的数学模型的基础上。分析了电流谐波中的环流成分,获得了电流分量中功率电流和环流不同的阻抗特性。针对含有环流干扰的新型多电平逆变器的并网控制,提出了采用传统PR调节器的方法进行环流谐波干扰的抑制,并通过仿真和实验证明该策略能够明显减小输出电流中的低频环流,提高输出电流质量。针对传统控制方法无法有效的消除耦合电感引起的交叉环流问题,提出了一种改进型复合控制方法,将环流与功率电流分别进行控制,通过仿真和实验证明该方法能更有效地抑制环流,减小输出电流的THD,提高输出电能质量。