随着太阳能、风能等可再生能源并网发电技术的发展,PWM逆变器因具有网侧电流正弦化、单位功率因数、能量双向流动、能够实现电能的“绿色变换”等优点受到广泛应用。然而,在不平衡电网条件下,逆变器中具体存在下面几个问题需要解决:传统的锁相方法在电网发生不平衡时存在锁相精度差、动态响应慢的缺点;按照电网平衡状态运行的逆变器,当电网发生不平衡时并网电流中含有大量的谐波,不能满足GB/T 14549-1993《电能质量公用电网谐波》中规定的注入公用电网的谐波电流分量允许值;为了避免桥臂直通,需要在逆变器开关管控制信号之间加入死区时间,因而造成了死区效应,导致并网电流中谐波含量增加。为了有效解决上述问题,本文以三相电压型并网逆变器为研究对象,对其相关问题进行了深入研究。并网逆变器中,电网信号的快速准确获取是并网逆变控制的关键。电网电压不对称且含有谐波的不平衡电网条件下,传统的基于信号延时对消(DSC)技术的锁相方法存在锁相精度差、动态响应慢的缺点。为此,提出一种基于快速正负序分离(FPNSD)算法的锁相方法,并分析了FPNSD算法的工作机理,进行了仿真分析和实验验证。结果表明,所提出的基于FPNSD的锁相方法可以消除电网电压中谐波对锁相精度造成的影响,有效提高锁相精度和速度。基于DSC的传统锁相方法和基于FPNSD的锁相方法,均要求电网频率是固定的。当电网频率发生变化时,上述两种方法均不能正常工作。为此,在分析自适应陷波器(ANF)工作机理的基础上,提出一种基于FPNSD-ANF的频率自适应锁相方法,借助ANF的频率自适应单元及时更新基于FPNSD算法中的电网频率,实现了不平衡电网条件下电网频率的自动跟踪。仿真分析和实验结果表明,提出的自适应锁相方法不仅实现了频率变化时的锁相,具有良好的动态性能,且结构上不需要压控振荡器,因此具有结构更加简单的优点。不平衡电网条件下的功率补偿控制策略,需要利用电流正序分量进行补偿功率的计算,因此电流正序分量提取的准确性就直接影响到功率补偿的准确性。常用的基于瞬时无功功率理论的谐波电流提取方法,存在动态响应慢和无法实现特定次谐波提取的缺点。为此,在详细分析电网不平衡时逆变器谐波电流产生机理的基础上,提出一种基于多通道ANF的谐波电流提取方法。该方法可以为并网逆变器不平衡电网条件下的功率补偿、特定次谐波抑制等应用场合提供准确的参考信号。最后通过实验验证了算法的有效性。为了改善并网逆变器在不平衡电网条件下的运行性能,利用瞬时功率理论进行了逆变器功率脉动及功率补偿控制效果分析。在此基础上,为了减少并网逆变器对电网注入的二倍频功率脉动,基于直接功率控制、提出一种改进的功率补偿控制策略,改进后的功率内环中禁止电压负序分量参与功率内环调节。仿真分析和实验结果表明对功率内环进行改进后,在实现无负序电流注入电网、输出有功功率无二倍频脉动和输出无功功率无二倍频脉动等3种不同控制目标的同时,提高了补偿功率精度,降低了并网电流THD,极大的改善了并网逆变器的运行性能。逆变器开关控制信号之间加入死区时间后,控制电压中产生的误差电压导致并网电流发生畸变。为了减少死区造成的影响,在进行逆变器死区效应分析的基础上,将死区时间进行在线调整,提出一种基于指数趋近律的快速终端滑模死区补偿策略。分析了快速终端滑模控制的原理、进行了滑模控制器的设计,利用Levant微分器替代滑模控制器中的微分运算,增强了滑模控制器的抗噪声干扰能力。该方法无需电流极性检测、无需电流PARK变换,在实现死区补偿的同时,简化了控制系统结构,提高了系统的鲁棒性。最后通过实验验证了理论分析的正确性。