如今全球能源的需求持续增长,化石能源的开发和利用与环境保护的矛盾愈发激烈,化石能源的使用过度,如煤炭等,将直接导致大量的二氧化碳排放到大气中,产生温室效应等环境变化,同时产生的烟尘会污染全球大气,所以传统化石能源的消耗最终肯定会导致严重的环境污染以及生态恶化问题。在环境污染和日渐枯竭化石燃料的情况下,光伏的研究得到了全球的关注,绿色能源的开发利用迫在眉睫。太阳能是一种可再生清洁能源,资源充足,环境影响小,开发和利用的前景比较良好,已经成为我国洁净新能源大力发展的方向之一。光伏发电是将太阳能转换为电能的方式,但是避免不了伴随着不稳定性等特点,随着光伏发电的装机容量越来越多,在全国电网中的比例快速增加,不可避免地会对电网的稳定和安全产生威胁。针对以上的问题,本文主要研究了光伏发电功率预测及功率控制系统的基本原理,并结合光伏发电功率预测的实际应用和基于虚拟同步机的光伏发电功率控制系统的研究,更加全面地阐述此次毕业论文的工作内容。首先,介绍了光伏发电功率特性分析,包括辐射强度、温度、季节和天气类型等因素,接着介绍了光伏并网发电系统的一般组成结构,对常见的几种并网逆变系统的拓扑结构进行了分析比较,同时就四种控制模式和组合控制模式进行分析对比,接着根据两层式的有功功率控制结构说明了功率控制的运行过程和基本原理。其次,介绍了虚拟同步发电机光伏并网系统结构、系统控制原理和本体的建模及仿真实现,接着分析了电力系统中有功功率平衡和系统频率的关系及无功功率平衡和系统电压的关系,再者提出了 VSG功频控制器和励磁控制器的原理和设计方法,最终通过搭建仿真系统,对相关结果进行分析。再次,介绍了神经网络的理论知识,并通过Matlab平台提供的神经网络库进行建模研究。最后,通过图示说明功率预测系统总体架构,包括系统网络结构和系统功能结构;接着通过实际项目案例详细介绍了系统主要功能模块,对光功率预测系统的实际应用有了一个清楚的展示。