近年来,各种清洁能源蓬勃兴起,其中光伏并网发电技术由于其过程简单、低噪声、无污染等优点得到了人们越来越广泛的关注,成为了当前世界上最有前景的新能源发电技术之一。基于虚拟同步发电机思想的光伏逆变器通过模拟同步发电机的特性实现并网控制,与传统控制方式相比,有效地提高了光伏并网发电的性能。结合科研项目,对采用虚拟同步发电机控制的光伏并网逆变器开展研究,主要的研究内容包括:光伏并网发电系统的总体结构设计。分析两级式光伏并网发电系统的内部结构,包括Boost变换器以及DC/AC逆变器,介绍了各个环节所采用的控制策略,包括最大功率点跟踪控制策略,光伏并网逆变器的SVPWM的调制策略和光伏逆变系统的双闭环控制策略。虚拟同步发电机控制策略的研究。采用同步发电机的转子运动方程、磁链方程以及电磁暂态关系,对虚拟同步发电机进行数学建模;对虚拟同步发电机的有功-频率控制器和无功-电压控制器的工作原理进行了分析。虚拟同步发电机预同步并网控制方案的设计。研究并设计了一种带锁相环的预同步控制策略,可以在并网前对VSG输出电压的频率、幅值和相位分别进行自动调节,实现虚拟同步发电机的安全快速并网。改进型虚拟同步发电机有功控制策略的设计。针对VSG在并网模式下参数优化的局限性,提出一种加入微分负反馈的改进型虚拟同步发电机控制策略来改善其并网时的动态特性。仿真研究。在Matlab/Simulink仿真软件中搭建VSG的并网仿真模型,通过仿真结果对其各项输出指标进行了研究分析,最终得出结论:所设计的改进型VSG并网控制策略能够满足并网运行时微电网对光伏逆变电源的技术要求。