新能源发电是解决能源危机和环境污染的重要方式之一，作为新能源发电的重要组成部分，光伏发电(Photovoltaic，PV)在国内外得到快速发展，已成为全球重要的能源产业之一，具有广阔的应用前景。随着光伏发电装机容量的大幅上升，光伏并网发电接入电网的比例不断增加，光伏并网发电系统与电力系统之间的相互影响不容忽视。电网运行过程中经常发生电网电压对称性跌落及电网电压不平衡故障，光伏系统也因自身光伏电池输出功率的随机性和间歇性导致其并网功率波动。因此，大容量光伏并网发电系统接入电网，要求光伏并网系统具备故障穿越能力，以提高其并网发电的输电质量和维护电力系统的稳定运行。一方面电网故障期间，大容量光伏并网系统应继续保持并网发电状态，以帮助电网从故障中恢复，而并非被动式自我保护而立即解列;另一方面，光伏电池的输出功率具有随机性和间歇性，导致光伏逆变器并网功率波动，影响光伏并网发电系统的输电质量及电力系统的稳定运行，大容量光伏并网系统应能抑制其并网功率波动，提高其并网输电质量。　　本文在光伏并网逆变器控制理论的基础上，分析和研究光伏并网系统故障穿越控制策略，分别对电网电压跌落检测方法、电网电压对称性跌落时光伏并网逆变器的运行特性及其低电压穿越控制方法、电网电压不平衡时光伏并网逆变器的运行特性及其不平衡控制方法以及抑制光伏系统并网功率波动的储能控制方法进行分析和研究，并设计和研制光伏并网并网系统故障穿越控制实验平台进行实验研究。　　针对电网电压跌落检测，本文提出基于滑窗均值同步法的电网电压跌落检测方法，研究基于滑窗均值同步法的电网电压跌落检测方法的自纠错功能的工作原理，给出其工程实现方法。　　针对电网电压对称性跌落故障，本文分析电网电压对称性跌落时单级式和双级式三相并网逆变器运行特性，对于双级式并网逆变器，提出在检测到光伏逆变器直流侧电压上升时停止前级DC/DC单元的最大功率跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)控制并将前级DC/DC单元稳定于当前工作点的控制方法，避免直流电压产生过高的上升幅度。　　针对电网电压不平衡故障，本文提出三种光伏逆变器不平衡控制策略，分别为基于空间相位解析的三相光伏并网逆变器不平衡控制策略、基于电网负序电压前馈补偿的三相光伏并网逆变器不平衡单周控制策略和基于电网正、负序电压前馈补偿的双交流器拓扑的三相光伏并网逆变器不平衡单周控制策略。基于空间相位解析的三相光伏并网逆变器不平衡控制策略通过捕捉电网电压正、负序重合角解析电网电压和电流正、负序分量之间的空间相位关系，直接以不平衡的电网电压矢量定向并计算出有功电流分量和无功电流分量的给定值，采用比例离散积分控制器实现2倍于工频的并网电流的有功分量和无功分量的零稳态误差控制，且无需计算并网电流正、负序分量，降低了系统计算负荷。基于电网负序电压前馈补偿的三相光伏并网逆变器不平衡单周控制策略对并网电流反馈量进行电网负序电压前馈补偿，实现光伏逆变器的恒功率控制，简化了控制器参数整定，且无需计算并网电流的正、负序分量，建立负序电压前馈补偿的不平衡单周控制系统数学模型，研究电流控制方法并给出系统的控制结构，该控制策略优化光伏逆变器在电网电压不平衡期间的工作状态，可获得较理想的静态特性和动态特性。作为电网正、负序电压前馈补偿的双变流器拓扑的光伏并网逆变器不平衡单周控制策略的理论研究基础，文中首先提出一种电网负序电压前馈补偿的三相脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)整流器不平衡单周控制策略，建立负序电压前馈补偿的三相PWM整流器不平衡单周控制系统数学模型，研究电流控制方法及参数设计方法;基于电网正、负序电压前馈补偿的双变流器拓扑的三相并网逆变器不平衡单周控制策略采用正序变流器和负序变流器并联的双变流器结构，并采用电网负序电压对正序交流器进行前馈补偿和电网正序电压对负序变流器进行前馈补偿，建立双变流器拓扑的光伏并网逆变器不平衡单周控制数学模型，研究电流控制方法及参数设计方法，控制正序变流器运行于并网逆变状态、负序变流器运行于整流状态;该控制策略可控制光伏并网系统中的正、负序变流器均获得对称的三相电流，均衡变流器各开关器件的工作负荷，实现光伏并网逆变器单位功率因数运行，优化光伏逆变器在电网不平衡工况下的运行性能。　　针对光伏电池输出功率具有随机性和间歇性的特点，本文分别分析和研究基于超级电容储能的单级式光伏并网系统和双级式光伏并网系统电路拓扑以及基于蓄电池储能的单级式光伏并网系统和双级式光伏并网系统电路拓扑，提出抑制光伏并网系统并网功率波动的控制方法和稳定光伏逆变器直流侧电压的双向DC/DC变换器控制方法以及稳定超级电容电压和蓄电池电能存储量的控制方法，给出相应的控制结构。　　最后，以数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)TMS320F28335为核心设计并研制了光伏并网逆变器故障穿越控制实验平台，对上述光伏并网系统故障穿越控制策略进行实验研究，仿真和实验结果验证了上述故障穿越控制策略的正确性和有效性。