随着能源短缺日益加剧,环境问题日益突出,加快能源结构调整迫在眉睫。为了实现可持续发展,新能源逐渐代替传统化石能源是必然趋势。新能源种类繁多,而太阳能作为其中最普遍的一种,具有储量丰富、绿色无害、分布广泛、开发便利等特点,是目前技术研究比较成熟,装机规模较大的可持续性发展的新能源之一。然而,随着近些年光伏发电装机容量在电力系统中所占比例越来越大,它会对电力系统有功频率、无功电压、功角稳定以及电能质量等特性产生一定的影响。首先,根据光伏电池的工作原理,推导了光伏电池的数学模型,通过仿真,分析了光照强度和环境温度对光伏电池输出特性的影响;基于Boost电路,介绍了两种最大功率跟踪控制算法:扰动观察法和电导增量法。其次,详细推导了光伏并网逆变器的数学模型,并根据电流纹波要求和闭环传递函数计算出LC滤波器和PI控制器的参数,给出电网正常运行时,光伏并网发电系统在dq坐标系下的电流解耦控制框图;电网故障时,研究了基于双二阶广义积分器的正负序分离模块和电网同步方案;介绍了αβ坐标系下,可以同时对正负序电流进行控制的比例谐振控制器及其参数整定方法。针对现有无功支撑方法缺乏电压抬升范围控制的问题,将三相电压幅值作为控制目标,提出一种可以适用于任何电压跌落类型的无功支撑策略,并详细推导出支撑电压所需注入的无功功率参考值计算公式,保证三相电压幅值均工作在并网准则要求的范围之内;同时,为了消除有功功率振荡,在传统的正/负序控制基础上,改进了电流参考值计算方法。为了对并网电流幅值进行限制,提出一种考虑电流限幅的无功支撑策略,根据逆变器允许通过的最大电流计算出无功功率参考值。最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型,验证光伏发电系统的并网性能和无功支撑控制策略的可行性。结果证明,本文设计的具有消除有功振荡功能的无功支撑控制策略能够将三相电压抬升到并网准则要求的范围之内,并且实现有功功率恒定;考虑电流限幅的无功支撑控制策略能够有效地将并网电流限制在安全范围之内。