随着越来越多的分布式发电系统（DPGS）连接到公用电网,对DPGS并网的电能质量要求也越来越高,这推动了网侧变换器的飞速发展。电网同步信号提取方案作为网侧变换器的重要组成部分,确保了网侧变换器能够在各种非理想电网工况下快速准确提取电压幅值、相位角和频率等同步信息。文中首先阐述了以过零检测法和基于乘法器的单相锁相环（PLL）为代表的各式开环和闭环同步方案,并指出它们存在的不足。再以基于同步参考坐标系的锁相环（SRF-PLL）为基础,分析了锁相环中鉴相器、环路滤波器和压控振荡器的基本原理和特性,并建立了锁相环的数学模型。进一步对基于双二阶广义积分器的锁相环（DSOGI-PLL）的实现原理进行数学推导和理论分析,并通过仿真验证了其改良性能。针对DSOGI-PLL中二阶广义积分器无法有效抑制直流偏置的问题,文中提出了一种抑制直流偏置的改进正交信号发生器（TOGI）结构。该正交信号发生器由一个一阶高通滤波器集成到二阶广义积分器（SOGI）中实现,二阶广义积分器抑制谐波畸变,一阶高通滤波器的加入使得系统具有了消除直流偏置的能力。文中在复频域中对改进正交信号发生器模型进行了数学推导,并通过仿真实验验证了整个改进同步方案的正确性和鲁棒性。在改进结构的基础之上,本文进一步提出了一种快速同步锁相方案（DTOGI-FPLL）,该方案利用滑模控制结构按需变化的特性,实现对相位、频率和幅值等电网电压信息的快速提取。最后,利用Matlab软件和DSP实验板进行DTOGI-FPLL在各种非理想电网工况下基波信息提取的仿真和实验,并与已有的多种同步信号提取方案的快速性和鲁棒性能进行对比,验证了DTOGI-FPLL的可行性与优越性。