随着可再生能源应用需求的日益增长,分布式发电技术得到广泛应用。在分布式发电系统中,多变流器系统凭其发电容量大、器件利用率高等优点而获得广泛关注。目前该类系统的研究涉及其功率拓扑、控制策略、建模方法及稳定性分析等方面。本文针对基于H桥变流器组成的多变流器并网发电系统的控制策略和稳定性展开研究。此外,由于基于H桥变流器的多变流器并联并网系统是基于光伏发电单元的多变流器系统的简化模型,所以本文也对基于光伏发电单元的多变流器系统的控制策略和聚合建模等内容展开研究。详细内容如下:(1)详细研究LCL型H桥变流器并网发电系统的功率拓扑、同步旋转坐标系下的比例积分(Synchronous Reference Frame Proportional-Integral,SRF-PI)控制器和混合坐标系下的双电流环并网控制策略。采用传统的s域建模法,建立系统在强电网下的s域模型。基于建立的系统模型,使用零极点法分析双电流环控制参数对系统稳定性的影响。最后以TMS320F28335 DSP为核心控制器搭建的小功率H桥变流器并网发电系统实验平台验证了所提控制策略和零极点分析结果的有效性。(2)在弱电网下对基于H桥变流器的级联并网发电系统展开稳定性分析。首先详细分析该系统的功率拓扑及其控制系统。然后,对混合调制方法展开小信号分析,建立其在有扰动时的等效模型。于是,通过Step-by-Step的方式建立系统的完整小信号模型,并由该模型依次建立系统的阻抗模型和等效级联电路。提出一种改进型阻抗判据用于该系统的稳定性评估,通过该判据可讨论锁相环带宽、功率因数角和电网电流参考幅值在弱电网下对系统的稳定性影响。推导出同时包含锁相环和双电流环的稳定性判据方程式,通过该式可同时考虑二者对系统稳定裕度的影响,同时还针对锁相环中的比例积分控制器提出一种可保证系统稳态和动态性能的参数设计方案。最后,搭建的多电平式多变流器级联并网发电系统测试平台在强弱电网下不同带宽的实验结果证明了有关PLL对系统稳定性影响的理论分析。此外,不同功率因素角下的稳态和动态实验结果验证了所选控制策略和参数设计方法的有效性。(3)为加深基于H桥变流器的多变流器并联并网系统来源的理解,对基于光伏发电单元的多变流器光伏并网发电系统的聚合建模和低电压穿越等问题展开研究。首先分析光伏发电单元基本的电压外环加电流内环的并网控制策略,再针对电网电压故障提出降荷电路及其控制方法。该法主要作用体现在电网电压故障时直流侧电压骤升能得到抑制及系统能发出无功用于支撑电网电压恢复。针对多变流器光伏并网发电系统容量过大,计算量增加导致的仿真分析效率低下问题,提出大容量系统聚合建模方法建立等效模型,基于该模型可减少系统中的开关器件,节约仿真时间。同时,给出光伏阵列参数、主电路参数和控制电路参数的等效计算方法。然后,在PSCAD仿真平台下分别搭建500kW光伏发电单元并网模型、3MVA多变流器光伏并网发电系统实际模型及其聚合模型。电网电压发生50%对称与非对称跌落的仿真结果验证了所提控制策略与聚合建模的有效性。(4)将微电网式多变流器光伏并网发电系统模型简化为多台单相H桥变流器并联并网发电系统,然后对其建模方法展开研究。采用状态空间法建立多变流器并联并网发电系统的小信号模型和采用控制理论中的框图变换及电路等效法建立多变流器并联并网发电系统的传递函数模型。根据所建模型的数学表达分析可看出当各变流器主电路和控制参数均一致时,对n台变流器并联时各变流器输出电流的相互影响可等效成电网等效导纳缩小n倍对单台变流器输出电流的影响及可通过分析单台的控制参数来得出并联系统的控制参数。最后,搭建多变流器直接并联并网系统实验平台对暂态特性、电网阻抗和控制参数变化等工况进行实验验证。