随着各国对于化石能源的大肆开发利用,人类面临着一个巨大的问题,就是能源危机。太阳能很可能成为最有前景的替代能源之一。随着光伏并网技术走向成熟,越来越多光伏发电系统并网运行,在向电网馈送电能的同时,同时具备一定的无功调节能力,所以光伏逆变器也是重要的无功电源之一。研究光伏逆变器的控制策略并将光伏逆变器的无功调节能力纳入电网无功补偿优化不仅能改善电力系统的潮流分布,还能够提升电力系统运行的稳定性和经济性。基于此本文的主要工作如下:首先介绍离网和并网两类光伏发电系统以及光伏发电系统并网后对电网网损和电压稳定性的影响;接着从逆变器的无功补偿原理、无功电压支撑能力以及无功输出极限三个方面对其无功能力进行分析,为后续的逆变器功率控制奠定理论基础。其次以并网三相逆变器的电路拓扑结构为对象建立其数学模型,对逆变器电压矢量控制策略进行分析。基于模型预测控制思想,将其应用到并网三相逆变器的功率控制中,在此基础上本文提出分别以每个采样周期的有功功率和无功功率预测值与参考值的误差平方和最小作为性能指标函数,通过在线预测目标函数,选择出使逆变器运行在最优状态的电压矢量,直接触发脉冲,实现输出功率快速跟踪参考功率。相对于电压矢量控制该方法结构简单、不需要其他额外的调制技术,参数也易于设计,通过仿真实验验证所提方法的优越性。最后提出将光伏逆变器的无功调节能力纳入电网无功补偿中,兼顾系统运行的稳定性,电能质量、经济性以及补偿成本等多目标的要求,研究含光伏逆变器无功调节能力的电网多目标无功优化方法。建立了以网损最小,无功补偿量最低和电压稳定性最好的考虑逆变器无功的电网多目标无功优化数学模型,围绕电网无功补偿优化的多目标问题,提出改进小生境多目标粒子群算法对本文的多目标优化模型进行求解,为决策者提供更多灵活的解决方案。最终将本文逆变器模型预测功率控制与传统控制方法用于考虑光伏逆变器无功的电网无功补偿优化方案中,验证了本文中提出的模型预测功率控制策略的优越性。