并网逆变器是可再生能源发电系统的重要组成部分,对系统的稳定和高性能运行起着关键的作用。然而,由于可再生能源发电系统通常处于电网的末端,电网往往呈现弱电网的特性,这对并网逆变器的控制提出了更高的要求。在弱电网下,并网逆变器的电流控制会通过公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)电压与锁相环及电网电压前馈控制环路耦合在一起,并且三电平中点电位会与电网产生交互,影响系统的稳定运行。为此,本文针对弱电网下锁相环动态响应对并网电流控制性能的影响,弱电网下前馈控制减弱系统稳定性机理,及非理想电网下中点电位与电网谐波和负序分量的交互等三个方面进行分析。基于上述分析,介绍了一种基于零序分量注入的简化三电平中点电位平衡控制,具有动态响应快易于工程实现的优点,提出了改进型锁相环控制策略和电网电压正序d轴基波分量前馈结合谐波控制器的控制策略,以提高控制系统的电网适应性。论文主要研究工作和创新如下:1)针对三电平拓扑中点电位会与非理想电网产生交互的问题,本文建立直流侧电容电压模型,详细分析了电网谐波和负序分量及调制度和功率因数对中点电位的影响,以及中点电位发生偏移和三倍基频波动时并网电流波形特征。最后,本文介绍了一种基于零序分量注入的简化三电平中点电位平衡控制,将三电平矢量图划分成6个两电平区域,在每个两电平区域中可以建立中点电流与零序分量之间准确的数学表达式,最终实现三电平载波调制和中点电位平衡控制。2)针对弱电网下锁相环的动态响应会影响并网电流控制性能的问题,本文建立了考虑锁相环影响的三相LCL型并网逆变器控制系统小信号模型,通过数学推导和框图等效变换分析可知,锁相环动态响应分别会对调制电压及并网电流反馈值的q轴分量引入干扰项,这会造成q轴输出阻抗低频段相位裕度迅速减小,影响了并网电流控制在弱电网下的稳定性,导致并网系统趋向失稳状态,为提高锁相环追踪非理想电网电压相位信息的性能,本文提出基于对称分量法利用自适应全通滤波器进行正序分量提取,再通过自适应二阶广义积分器抑制谐波干扰的改进型锁相环控制策略,为下文并网电流控制策略的提出奠定基础。3)针对弱电网下电网电压前馈控制会削弱控制系统稳定性的问题,本文首先简要推导了前馈控制的设计思路,并指出电网电压前馈对电流环引入正反馈通路且呈现全通的特性,然后通过对逆变器输出阻抗和系统开环传递函数的分析得到,弱电网下前馈控制会导致并网系统稳定裕度大幅下降。基于上述分析,提出电网电压正序d轴基波分量前馈,并在并网电流环控制器中添加谐波控制器的控制策略,以提高并网电流控制性能及其弱电网下的适应性。最后搭建了T型三电平三相LCL型并网逆变器的仿真和实验平台,对中点电位平衡算法、改进型锁相环控制和电网电压正序d轴基波分量前馈结合谐波控制器的控制策略进行了仿真和部分实验验证,结果表明了理论分析的正确性和所提控制方法的可行性。