分布式能源在电力系统中渗透率的増加对于系统稳定运行旋转惯性与阻尼具有直接影响,不利于平抑瞬时功率与频率波动。光伏发电系统集成新一代半导体材料、现代电力电子技术、检测与控制、电力工程与储能,已成为当今新能源分布式发电领域的研究热点。本文主要研究分布式光伏系统建模及其控制策略,对光伏电池最大功率跟踪（MPPT）控制机制和光伏逆变器运行控制机理展开理论与实验研究,主要创新工作如下:光伏电池的数学物理模型、输出特性和最大功率跟踪（MPPT）控制机制研究。光伏电池MPPT控制方法通常需要同时采集光伏电池的输出电压与输出电流。为简化系统结构,优化控制性能并实现系统小型化,提出采用无电压检测的MPPT控制方法对均匀光照条件下光伏电池最大功率点进行跟踪控制,只需检测光伏电池输出电流即可实现MPPT功能。在稳态控制精度相同的情况下,与扰动观察法进行比对分析得出,所提出的变步长无电压检测最大功率跟踪控制方法收敛速度更快。光伏全局最大功率跟踪控制策略研究。基于光伏阵列电能输出最大功率化特性分析,研究非均匀光照条件下光伏阵列最大功率跟踪控制策略。在比对分析传统MPPT方法无法准确跟踪全局最大功率点（GMPP）以及采用人工智能算法解决多峰值情况下光伏MPPT局限性问题的基础上,提出基于虚拟阻抗特性扰动的光伏全局MPPT控制方法,将全局搜索机制引入传统扰动观察法中,在光伏阵列表面光照不均匀条件下利用光伏阵列虚拟阻抗特性对其I-U特性曲线上最大功率点所处的位置区域进行初始定位,再利用传统扰动观察法实现准确跟踪,无需附加其它测量电路且易于实现,以提高传统MPPT算法在非均匀光照条件下的适用性。分布式光伏逆变器运行控制稳定性研究。对分布式逆变器与传统同步电机运行特性进行深入分析,研究利于系统安全稳定运行控制的旋转惯性与阻尼。针对传统VSG不能兼顾动态调节特性与稳态性能这一缺陷,提出改进虚拟同步发电机控制策略。在传统同步发电机本体控制算法数学模型分析基础上,建立虚拟同步发电机有功功率对于频率波动的闭环传递函数,研究动态过渡过程中转动惯量与阻尼对有功功率响应的影响机理。在传统VSG功频控制器中引入导前微分控制环节与惯性校正环节,提出基于导前微分控制的改进虚拟同步发电机功频控制策略,建立有功功率对于频率波动的闭环传递函数,分析离网与并网状态下的功频特性。通过对导前微分环节控制参数的调节,抑制过渡过程中的功率振荡,实现VSG动态特性与稳态性能的解耦控制。计及直流侧动态特性影响的分布式光伏逆变器虚拟同步发电机稳定运行控制研究。提出一种考虑因环境条件变化而使得光伏阵列输出功率具有波动特征的光伏虚拟同步发电机控制策略。利用功率-电压特性并结合功率平衡方程特征值对光伏阵列实时输出特性进行分析,确定其稳定运行区域。在虚拟同步发电机控制的基础之上,提出一种基于光伏阵列柔性功率点跟踪（FPPT）的光伏虚拟同步发电机（PVVSG）控制策略。在光伏源端功率产生波动时,能实现按照负荷或调度功率需求进行功率匹配,以保证光伏阵列始终运行在稳定区域。