随着化石能源的日益枯竭以及对环境污染的日益加剧,新能源发电就成为全世界关注的焦点。光伏发电作为新能源发电中的“新贵”,其发电量在总发电量比重中与日俱增。然而,光伏能源的大量使用导致了电网规模扩大从单一形式、集中形式供电转变为多种形式、分布式形式供电,进一步影响了电网的稳定性、安全性、可靠性。首先,光伏能源由于本身固有的间歇性、波动性、随机性等特点,使得电网电压出现波动,极大地影响配电网电压质量。其次,光伏能源并网需借用逆变器等电力电子装置,使得电网电压质量出现新的特征。最后,由于配电网中的负荷种类的多样性、复杂性等特点也极易影响光伏并网的电能质量。针对上述问题,本文基于虚拟同步发电机技术(Virtual synchronous generator,VSG)对光伏能源并入主动配电网的电压质量进行研究分析,主要研究工作如下:首先针对光伏并网逆变器进行研究,分析了传统的逆变器控制方式,发现传统控制方式并不能为电网提供充足的惯性和阻尼,因此,将同步发电机(synchronous generator,SG)的二阶模型引入到逆变器控制中,建立虚拟同步发电机(VSG)的工频、励磁模块以及整体控制模型。其次,建立基于虚拟同步发电机的光伏并网系统。分析光伏电池通过对外界温度和外界太阳光强采用控制变量法,分析其对光伏电池的影响,同时设计DC/DC变化电路、最大跟踪系统以及逆变器的数学模型。分析基于虚拟同步发电机的光伏直接并网系统引起的电压偏差以及冲击电流问题,提出了基于虚拟阻抗的虚拟同步发电机的光滑并网控制策略,并通过仿真验证控制策略的有效性。最后,分析光伏并网系统在发生故障时引发的电压质量问题,提出了基于虚拟同步发电机的电压自适应补偿控制器。设计电压电流分离控制器,并根据控制器实现对变流器有功、无功分量的独立控制。通过建立电压电流内环控制器实现对输出电压瞬时值和滤波电感电流瞬时值的精确跟踪。分析电网发生三相不对称故障和三相对称故障时对并网点的影响,并根据数学模型确立无功功率补偿控制策略。仿真结果表明,根据所提出的虚拟同步发电机无功补偿控制策略可以提高电压质量。