作为可再生能源发电单元与电网之间的能量变换接口,并网逆变器用来将直流电能转化为高质量的交流电能并馈入电网,对基于可再生能源的分布式发电系统的安全、稳定和高质量运行具有十分重要的作用。随着分布式发电在电网中的渗透率不断增加,电网不能再等效为理想的电压源,其弱电网特性对并网逆变器的控制提出了更高的要求。本文研究LCL型并网逆变器在弱电网条件下的电流和功率控制技术,以提高并网电流的波形质量和稳定性,并参与电网电压频率和有效值的调节,从而支持电网的安全稳定运行。电容电流反馈有源阻尼是抑制LCL滤波器谐振尖峰的常用方法之一。由于数字控制系统存在固有的数字控制延时,包括1拍计算延时和0.5拍PWM延时,这将改变电容电流反馈有源阻尼的特性,使得LCL型并网逆变器对电网阻抗的鲁棒性较差;同时,该数字控制延时还会在并网电流环中引入相位滞后,严重限制控制环路的带宽,影响控制系统的稳态和动态性能。为此,本文提出双采样模式实时运算方法,可同时消除电容电流反馈有源阻尼和并网电流环的计算延时,从而提高LCL型并网逆变器对电网阻抗的鲁棒性和并网电流环的稳态与动态性能。而且,双采样模式实时运算方法还可有效地避免开关纹波和高频开关噪声对采样信号的影响。设计制作了一台6k W单相LCL型并网逆变器原理样机进行实验验证,实验结果证明双采样模式实时运算方法是有效的。LCL型并网逆变器输出阻抗的模值反映了并网逆变器对电网电压引起的并网电流谐波的抑制能力,而输出阻抗与电网阻抗交截频率处的相位则反映了并网逆变器对电网阻抗变化的鲁棒性。为了提高并网电流波形质量和系统鲁棒性,本文提出并联虚拟阻抗和串联虚拟阻抗的方法,分别对并网逆变器输出阻抗的模值和相位进行校正。通过一台6kW单相LCL型并网逆变器原理样机进行实验验证,实验结果表明本文提出的阻抗校正方法不仅在电网阻抗宽范围变化和电网存在背景谐波时仍能保证并网逆变器稳定工作,并且可以保证并网电流满足谐波标准。有功功率和无功功率的供需不平衡会分别导致电网电压的频率和有效值发生波动,为了保证电网电压的频率和有效值维持在额定值,发电设备需要调节输出功率跟随负载变化而变化。本文首先通过分析电网电压频率和有效值的调节原理,提出统一的功率源模型和功率负载模型,即采用一个理想的功率源/功率负载和一个与其并联的功率阻抗来描述发电设备和负载设备的端口功率特性。利用该模型对电网进行简化,分析并网逆变器对电网电压频率和有效值的影响,指出减小并网逆变器功率阻抗的模值有利于抑制电网电压频率和有效值的波动,而并网逆变器功率阻抗的选择还应当考虑所配置的储能装置容量和允许的充放电速度等限制条件。为了保证并网逆变器与弱电网并联后的系统稳定,本文还推导了系统功率稳定性判据。在上述分析的基础上,本文提出并网逆变器通用的功率控制方法,并给出其参数设计和具体实现方法,使得并网逆变器根据自身储能装置的特性,对电网中不同时间尺度的不平衡功率分量进行补偿,从而减小电网电压频率和有效值的波动,并保证系统的稳定性。设计制作了一套总容量为15kVA的降额模拟分布式电源与弱电网的并网系统,进行了实验验证。实验结果表明,本文提出的通用功率控制方法既能有效减小电网电压频率和有效值的波动,又能保证系统稳定工作,从而为弱电网的安全稳定运行提供了有效地支撑。