随着化石能源危机和生态环境恶化,以风能、太阳能为主的可再生能源发电并网的比重越来越大。新能源发电中的光伏发电成为焦点,受到了广泛关注。然而,随着光伏发电系统装机容量的不断增加,其对电网的影响也日益显著,这就要求光伏并网发电系统须严格满足相应的并网标准,其中包括在电网发生不对称故障时,光伏并网逆变器需具备一定的故障穿越能力和对电网的支撑能力。因此,本文对光伏并网发电系统在电网发生不对称故障条件下的控制策略进行了详细的理论分析,并利用电力系统实时数字仿真工具(Real Time Digital Simulator,RTDS)搭建了100kW光伏并网发电系统仿真试验平台,在该平台上对并网光伏发电系统的不对称故障穿越能力进行了全面且深入的研究。本文先是在理想电网条件下对光伏并网发电系统进行了理论分析和数学建模,在此基础上搭建了传统控制策略下的仿真模型,对其在电网不对称故障下的运行性能进行了RTDS仿真验证。针对所存在的并网电流畸变、冲击电流过大、有功功率、无功功率二倍频振荡等问题,重点从电网同步系统、并网电流控制器等控制策略的设计、优化方面提供了解决思路和方法。接着本文研究了在电网不对称故障条件下,光伏并网发电系统中并网逆变器的电网同步技术。根据在电网电压幅值跌落和相角跳变时,系统能够快速、准确地跟踪电网相位的要求,制定了基于双二阶广义积分器的锁相方案,并通过RTDS仿真试验对该同步控制策略进行了验证,仿真结果证明了控制策略的可行性。根据电网不对称故障下必须确保光伏并网发电系统正常工作的要求,电流控制器的设计极为关键。本文介绍了基于解耦双同步旋转坐标系(decoupled double synchronous reference frame,DDSRF)的电流控制器设计方案,建立了并网逆变器在DDSRF下的数学模型,通过理论分析说明了该方法的可行性和存在的不足。然后针对其不足之处,提出一种改进型的电流控制器设计方案,在原有结构上加入了前馈环和附加反馈环,改善了系统的不对称故障穿越能力。仿真试验对比了两种控制策略的控制效果,使理论分析的正确性和控制策略的有效性得以证明。最后,本文利用RTDS搭建了电力系统微网模型。在该模型中模拟了电力系统短路故障造成的光伏并网点不对称电压跌落的实际工况,对上述控制策略做了进一步的试验验证。试验结果表明,本文对光伏并网发电系统的设计方案可以更好地实现系统不对称故障穿越的运行目标,具有一定的工程实际意义。