在应对全球气候变化进程中,碳达峰、碳中和的提出加快了能源低碳转型的速度,以太阳能为代表的零碳能源快速发展,光伏并网渗透率持续提升。然而,配电网一旦遭遇极端天气或故障威胁,将对整个光伏并网系统带来运行失稳,功率失衡甚至频率崩溃的恶劣影响。因此,如何在故障干扰情况下通过控制策略使光伏系统克服电网异常,且在一定时间内保持与电网连接变得极具挑战性。为此各国政府陆续制定了并网导则规范并提出抗扰性要求,其要求之一是在发生网压暂降故障的特定时间内保持不脱网连续运行,这被称为低电压穿越（Low Voltage Ride Through,LVRT）技术。考虑到传统控制策略下光伏并网系统动稳态性能不佳的问题,本文以先进的模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）理论为基础,针对光伏并网系统的控制及LVRT策略的实施进行研究,以实现更加良好的并网稳定效果。主要开展工作如下:针对外界环境迅速变化及故障引起的系统约束问题,常规的最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）方法不足以实现最佳功率输出的优化控制效果。因此以光伏阵列为研究对象,提出了基于MPC的MPPT控制策略,利用光伏阵列的辨识模型设计MPC控制器,通过协调光谱波长与组件温度的最佳配合达到输出功率最大化的目的。此外,从标准工况、外界干扰与异常故障3个方面对250k W光伏并网系统模型进行性能测试。经实验结果表明,该控制器能快速跟踪光伏阵列的最大功率点且输出稳定的有功功率,能有效改善光伏发电系统跟踪的灵敏性。针对光伏并网逆变器要求控制性能精准且运行工况适应性良好的标准,在上述MPPT控制的基础之上,利用常规的前馈解耦PI控制,但由于其仅适用于对称跌落的情况,且存在强耦合、调制过程繁琐、参数影响较大的缺陷,进而提出了基于有限控制集模型预测电流控制（Finite Control Set Model Predictive Current Control,FCS-MPCC）的逆变器控制策略,通过设计FCS-MPCC算法预测逆变器在不同电压矢量下的电流值,根据代价函数选择最优矢量并将对应的最佳开关信号作用于逆变器。仿真实验表明,FCS-MPCC算法较前馈解耦PI控制具有更快速的电流调节能力且并网电流谐波畸变率较低,动态性能良好。针对网压发生平衡暂降时并网电流的越限问题,通过分析光伏系统三相对称故障的运行机理,结合PQ解耦控制思路设计基于FCS-MPCC的LVRT控制策略。故障期间依据网压的跌落深度,重新配置dq轴有功、无功电流的基准指令,进而优化FCS-MPCC的代价函数,最终通过最小化代价函数来确定未来时刻逆变器的最优操作状态。仿真实验结果表明,网压对称跌落期间,该控制策略有效限制逆变器过电流的同时降低了直流侧母线电压,且注入定量无功支撑网压的恢复,提高了光伏并网系统的LVRT能力。针对网压发生不平衡暂降时有功及无功的二倍频振荡问题,通过分析光伏系统不对称短路故障的影响机理,引入了基于双二阶广义积分器的锁相环技术进行正负序分量的分离,进而以抑制有功功率二倍频波动、无功功率振荡和补偿为控制目标调整dq坐标系下正负序分量电流参考值,提出基于FCS-MPCC的电网不对称故障LVRT控制策略。仿真实验结果表明,在两种不同的控制目标下,LVRT策略削弱了有功、无功的波动,并通过补偿无功功率提升公共并网点的电压,减小了不平衡度,实现了低电压穿越。