光伏发电是当下发展趋势最快使用规模最为广泛的新能源发电技术。并网逆变器是光伏发电的核心装置,对提高并网系统的稳定性和抑制电网中非线性负载引起的谐波起到决定性的作用。因此并网逆变器的性能与并网电能质量息息相关。逆变器控制技术是决定逆变器工作性能的重要因素之一,而模型预测控制(MPC)作为一种新型的控制策略,逐步成为研究的热点。MPC主要优点是自适应性好、鲁棒性优良等,且省去了复杂的PWM调制方法,算法易实现。根据MPC算法的特点与本文采用的逆变器的结构建立预测模型。控制方法上,为了与本文所研究MPC算法形成对比,分析了逆变器的前馈解耦控制,并在此基础上深入研究了模型预测功率控制。前馈解耦控制中PI控制器的设计直接决定系统的动态响应性能,因此动态响应性能较差,且PWM调制策略一般采用较为复杂的SVPWM调制,算法的复杂性大大增加。因此本文根据MPC的优点,以光伏逆变器为背景研究了模型预测直接功率控制(MPDPC)方法,并进行仿真验证。结果表明MPDPC方法能够实现快速功率跟踪,有功、无功的解耦控制。为了解决MPDPC在执行控制算法中出现的延时,降低开关频率等问题,提出多变量模型预测功率控制(MOMPPC),提出简化的两步预测法以实现延时补偿,在价值函数中加入使开关频率降低的附加项S,对逆变器进行多变量控制。该方法可以降低开关损耗,抑制纹波,合理输出有功无功,实现电网无功补偿。最后,搭建三相并网实验样机,完成相关实验。对实验结果进行对比分析,验证了上述方法的有效性。