随着可再生能源的发展,分布式电源越来越多地接入电网中,给电网电压的幅值和频率的稳定性带来问题。同步逆变器方案将同步发电机的内模移植到逆变器中,通过引入虚拟惯量和阻尼系数,使其具备了惯性特性。当电网电压的幅值或频率发生波动时,通过改变输出功率的大小,同步逆变器可以参与到电力系统的调频调压中,提高了电力系统对分布式电源的消纳能力。本文首先介绍了三相隐极同步电机的数学模型,由逆变器与同步电机电磁特性的相似性,得到同步逆变器的数学模型;随后结合同步逆变器的有功-频率下垂控制、无功-电压下垂控制环路,得到同步逆变器的控制策略。为了实现同步逆变器平滑并网,介绍了现有的两种并网思路:采用预同步控制策略或自同步逆变器,并给出了相应的实现过程。在非理想电网的条件下,同步逆变器的输出功率会发生振荡,并网电流也会畸变。本文通过分析说明了电网电压中的负序分量和谐波分量是导致电流畸变的原因。为了提取出非理想电网中电压的负序分量及谐波分量,介绍了正弦幅值积分法,阐述了其基本原理和实现方法,仿真验证其在检测电网电压基波正序和负序及各次谐波的可行性。之后,在分析带电流内环的同步逆变器控制策略的基础上,提出一种特定次电压分量前馈的控制策略,消除电网电压不平衡和含有谐波对并网电流的扰动,并通过仿真实验验证了控制策略的可行性。最后,设计了同步逆变器实验样机,介绍了同步逆变器控制器参数选取原则,搭建了基于TMS320F28335型DSP的硬件实验平台,对同步逆变器的硬件和软件进行了设计,通过硬件平台对前文的理论分析和控制策略开展了初步的实验验证。