散落分布的分布式电源需经大量变压器及较长传输线路接入公共电网,导致公共电网的等效阻抗增加,电网越来越表现出弱电网特性。随着电网阻抗的逐步增大,锁相环与电网阻抗耦合现象加剧,可能引起谐波电流甚至造成系统不稳定。论文基于阻抗模型分析了锁相环引起的弱电网系统失稳机理,提出了提高系统稳定性的控制方法。论文的主要研究内容如下:(1)总结了并网逆变器稳定性分析方法,调研了弱电网条件下锁相环对并网系统稳定性的影响及改善方法。建立了考虑锁相环时的单相LCL型并网逆变器输出阻抗模型,基于阻抗稳定判据详细分析了锁相环带宽、结构及不同电网阻抗值对并网逆变器稳定性的影响,并仿真验证了建模及并网逆变器稳定性分析的正确性。(2)考虑锁相环串联低通滤波器方法虽然能提高系统稳定性,但会导致并网电流相位滞后,本文基于等效变换和特性分析,提出了基于电流二阶校正环节的阻抗重塑法,建立了基波幅值与相位约束、弱电网稳定性约束及阻抗交点约束的多目标约束函数,优化设计了二阶校正环节参数,提高了并网逆变器的弱网稳定性,消除了低通滤波器导致的并网电流相位滞后,实现弱电网下的单位功率因数并网。(3)针对含电网电压前馈的并网逆变器,分别考虑了电网电压前馈和锁相环的负阻尼特性,从改造锁相环路出发提出了含带通滤波器的锁相环结构,并以系统稳定裕度、功率因数为约束设计了带通滤波器的阻尼系数;针对带通滤波器的相位提升限制,提出了自适应的含比例、微分前馈的电网电压控制方法,以不同阻抗条件下的相位裕度为目标自适应调整电网电压前馈项系数,提升了逆变器输出阻抗的低频段幅值,扩展了阻抗重塑频段,改善了系统在弱电网下的稳定性。(4)利用Matlab/Simulink搭建了单相并网系统仿真模型,验证了基于电流二阶校正环节阻抗重塑法和基于自适应复合阻抗校正的并网逆变器稳定方法;建立了基于Star Sim实时仿真系统的并网逆变器实验平台,以TI公司的DSPTMS320F28335为控制核心,实现了基于电流二阶校正环节的阻抗重塑法,验证了所提控制策略的可行性。