近年来，随着传统化石能源的日益紧缺以及环境污染问题的日益突出，太阳能、风能等清洁能源的高效开发和利用成为世界各国关注的重点。逆变器作为新能源电源发电并网的重要环节，成为各国学者研究的热点之一，并网逆变控制方法的优劣对并网逆变系统性能的好坏起到决定性作用，在众多的逆变器控制方法中，模型预测控制方法以优良的动态响应和灵活的多目标约束能力成为目前最具发展前景的逆变器控制方法之一，所以将其作为本文主要的并网逆变控制方法。另外，传统并网逆变器闭环控制系统中通常需要至少五个传感器，分别为两个并网电流传感器、两个电网电压传感器和一个直流链电压传感器，当考虑到电网电压不平衡情况时传感器数量将会进一步增加，大量传感器的使用不仅会增加经济成本、降低设备功率密度，而且传感器一旦出现故障将会严重影响控制系统的响应和稳定性，严重的可导致新能源发电系统解列，进而引发次生事故。因此，对无网侧电压传感器并网逆变系统的研究具有重要的实际意义。
　　本文以三相两电平逆变器为研究对象，提出了基于预测直接功率控制的无电压传感器并网逆变控制算法。首先，介绍了并网逆变器模型预测控制的基本原理，并采用双步预测的方法消除计算延时给系统带来的影响，然后详细介绍了双矢量控制策略与基于虚拟矢量的共模电压抑制控制策略的基本原理，并将传统单矢量控制策略与两种改进的控制策略进行了对比分析研究，最后选定基于虚拟矢量的模型预测控制策略作为本文的控制方法。针对逆变器对传感器的过度依赖问题，本文采用虚拟磁链估算网侧电压的方法取代电网电压传感器，并使用双低通滤波器代替纯积分环节，从而消除了积分环节带来的直流偏移问题，在无电压传感器控制系统中由于模型参数不准确导致系统功率因素往往偏低，本文提出适用于无电压传感器系统的滤波电感在线检测方法，通过创造电感集并借鉴预测控制中的数学模型、滚动优化以及价值函数等方式准确检测出电感值，有效的改善了系统控制性能。最后，为了使无电压传感器并网逆变系统更加完善以满足逆变器在实际应用中的需求，本文还研究了电网电压不平衡情况下逆变器的控制方法，利用基于二阶广义积分器的正负序分离方法提取逆变器输出电压和并网电流的正负序分量，对电网电压的正负序分量分别进行计算，然后采用功率参考值补偿法实现了电网电压不平衡状况下三种不同的控制目标。
　　利用Matlab/simulink仿真软件建立模型来验证上述方法的可行性以及理论分析的准确性，首先对三种模型预测控制策略输出结果进行对比，选择出最合适的控制策略，然后通过实验与仿真验证了无电压传感器控制方法与滤波电感在线检测方法的可行性，最后通过仿真验证了电网电压不平衡情况下电网电压估算环节仍然可以准确检测网侧电压值，且无电压传感器并网逆变控制系统可以实现不同的控制目标。