随着光伏发电在国内电力能源中的比例不断上升,对光伏并网的电能质量要求也越来越高。由于发电原理的特殊性,光伏并网的不稳定输出特性会给大电网带来冲击和电能质量问题。电网中非线性、非对称性的负荷,会引起电压波动和闪变及电流畸变等问题,所以光伏电站与电网之间需要协调运行就存在很多需要控制的因素。综合考虑光伏并网发电的自身的输出特性以及电网中各类谐波源的特点,提高光伏发电效率的同时有效解决电能质量问题已经成为光伏并网系统安全稳定运行的重要前提。本文对基于统一电能质量控制器的光伏并网系统进行了较为详细的研究。首先对光伏电源本身的发电特性和并网结构中的数学模型进行分析,针对功率在局部阴影和变化光照条件下的多峰值特性,研究了一种基于最优初值的分步跟踪方法,通过以电流-电压(I-U)曲线与OM(M点为点(Uoc,Isc),Uoc为开路电压,Isc为短路电流)的交点作为初始电压,再进行电导增量法或者扰动观察法跟踪全局最大功率点。此方法大大节省了跟踪的时间,且在光照变化时有很好的动态响应特性。其次对PV-UPQC(基于统一电能质量控制器的光伏)并网结构的数学模型进行了相关分析,分析了光伏电源串、并联逆变器之间的相互影响,得出了串联、并联单元的输入和输出之间的影响主要由变压器容量控制的结论。同时,对整个系统的能量流动方向做了讨论。然后对UPQC的补偿量检测方法和补偿策略进行了阐述、验证和比较,总结了目前常用的检测方法的不足。通过公式推导发现,可以通过输入信号与任意正余弦信号作两次乘积和一次等式相消,从而得到基波分量,再根据功率计算方法得到基波电流的正序分量和谐波分量。研究了一种无锁相环提取基波的改进方法。在PV-UPQC的串联、并联逆变器控制中,通过无锁相环谐波无功检测法得到需要补偿的电网非基波电流和负载非基波电压,然后通过调制让逆变器输出与检测出的非基波电流或电压大小相等的电流、电压,来抵消电网电流和负载电压中的非基波成分。最后,将PV-UPQC并网结构应用到并网系统的低电压穿越过程,研究了在电网故障引起并网点电压跌落时,对UPQC串联单元和并联单元,采用功率分配控制,从而达到补偿负载电压的同时抑制逆变器过电流的目的。用Simulink进行了仿真验证,结果表明,在对称故障和不对称故障的情况下,PV-UPQC并网结构都能起到很好的补偿效果,能够满足光伏电站的低电压穿越要求。