全球性的环境污染以及能源危机问题,极大地推动了世界新能源发电技术的发展。以光伏发电、风力发电等分布式能源为主的微电网供电方式应运而生,成为当今学术界的研究热点。微电网在有效管理利用分布式电源和实现节约能源、保护环境的同时,也带来了一系列电能质量问题,对电力系统的并网控制技术以及策略提出了更高的要求。相位同步技术能够实时获取电网基波电压的相位、幅值,在实现安全稳定并网的过程中起着至关重要的作用。其中,锁相环由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器组成,结构简单、易于实现,在电力系统中得到了广泛应用。本文致力于介绍和改进以锁相环为代表的相位同步技术,针对电网电压普遍存在直流偏移和谐波干扰的问题,重点对单相锁相环技术进行了深入的研究。第一,详细介绍了课题研究背景和意义,国内外研究现状以及发展趋势,具体包括:微电网并网控制应用中的锁相要求,锁相环技术的起源、分类和基本结构,国内外三相锁相环和单相锁相环的研究成果等。通过基本结构演示、工作原理分析、数学模型推导和稳定性分析等方法,详细研究了基于同步旋转坐标系锁相环技术、正交信号发生器和基于二阶广义积分器的单相锁相环技术三个部分的基础理论。为接下来针对单相增强型锁相环和基于二阶广义积分器的锁相环的缺点提出新的改进方法打下了基础。第二,针对传统单相增强型锁相环的固有缺陷,本文设计了一种改进的增强型锁相环技术,适用于以分布式电源为主的微电网并网控制技术。推导出输出电压角频率和输入电压幅值之间的耦合关系,对输入侧误差信号进行幅值归一化,从而实现解耦。搭建误差信号的成本函数,利用梯度下降法设计直流偏移量的估算环路,通过闭环负反馈回路消去输入信号中的直流偏置。然后,在锁相环结构的所有估算环路中引入滑动平均值滤波器,以增强控制系统的高频谐波抗干扰能力。在Matlab/Simulink中搭建了单相锁相环技术的仿真模型,进行对比分析,仿真结果验证了所提方法的有效性和正确性。第三,针对电网普遍存在的直流偏移和谐波干扰问题,本文提出一种基于二阶广义积分器的改进型单相锁相环技术。该锁相环在前级二阶广义积分器中增加积分支路并且改为固定频率结构,以抑制直流偏移和简化参数设计;在后级锁相环回路中引入滑动平均值滤波器,去掉比例积分控制器的积分环节,以增强滤波性能和加快动态响应速度。利用伯德图分析和小信号模型推导等方法,指导改进结构设计,确定相应的参数。通过Matlab/Simulink进行仿真建模分析和基于快速原型控制器YXSPACE的硬件平台进行实验验证,结果证明了所提方法的有效性和优越性。