如何实现电能的可靠供应以及保障供电质量,是目前国内外学者的研究热点。电能供应方面,以光伏、风电等为主要代表的新能源发电技术是应对化石能源危机、解决环境保护问题的有效途径。供电质量方面,以高度可控和快速响应为主要特性的有源电力滤波器、静止无功发生器等有源型滤波装置,是改善电能质量的理想方案。随着风力发电、太阳能发电的占比逐年升高,以及电网中其他非线性电力电子设备的广泛使用,采用多逆变器并联技术是新能源发电、有源滤波装置实现容量扩展的最佳途径,但是需要解决多逆变器间的协调、稳定性、开关次纹波抑制等关键技术问题。大量光伏、风力发电的远距离电能输送、多级升压必然会导致电网阻抗的增加,并且这些新能源发电的集中或分布式并网会给电网带来闪变、谐波污染等问题。除此以外,大量冲击性负荷(例如电弧炉、轧钢设备等)的投入使用,导致电网公共点电压的幅值、相位和频率都有可能发生突变。上述三方面问题将导致电网呈现弱电网特性,即:1)电网阻抗不可忽略,且随电网的运行方式变化;2)并网点电压存在严重的背景谐波。一方面,非线性电力电子设备的广泛使用,将会使得电网呈弱电网特性;另一方面,弱电网特性将反过来影响新能源并网、电能质量治理等应用场合下逆变器的控制性能,例如:弱电网条件下,由于存在不平衡分量及谐波分量,作为逆变器控制关键技术之一的锁相环,其电网同步性能将会受到影响;由于电网阻抗不可忽略,并联系统中的逆变器间通过电网阻抗交互耦合,容易产生失稳现象。本文选取电能质量治理为应用背景,针对多逆变器并联控制关键技术展开研究,综合考虑弱电网存在背景谐波、电网阻抗不可忽略的特性,围绕电网同步、稳定性分析及控制、并联协调控制以及高频开关次纹波抑制策略展开研究,为实现多逆变器并联系统的高效、可靠运行提供技术支持。首先,在弱电网条件下的电网同步策略方面:提出了基于多前向数字复数谐振器的单三相通用电网锁相方法。将单三相输入信号通过各自信号变换统一为复数信号,从广义频域角度分析复数周期信号,得出其本质为各正、负频次旋转复数量的叠加,单三相通用锁相环的本质是提取其中的基波正序分量即+ 1频次分量。前置滤波环节采用由多前向数字复数谐振器构成的闭环结构,+1频次谐振器输出作为滤波器输出。通过广义频域分析可看出,该结构对+1谐振频次分量即基波正序分量无静差输出,其他谐振频次分量无静差滤除,谐振频次以外分量近似一阶低通带宽外滤除。复数谐振器本质是由复数积分器频移得到,其中前向数字复数谐振器构成闭环结构不形成代数环,可实际实现。另外,还介绍了前向数字复数谐振器的相关运算简化方法,包括基于k阶泰勒展开的谐振因子运算简化、单相系统的运算简化。另外,从多逆变器并联系统层面出发,分析了锁相环与电网阻抗、输出电流、PCC电压的耦合关系,定性分析了锁相环与并联系统稳定性的关系。其次,在考虑电网阻抗不可忽略条件下的多逆变器并联稳定性分析及控制策略方面:提出了基于全局导纳频域分析的稳定性判据、失稳责任评估及抑制方法。通过建立全导纳形式的并联系统两端口诺顿等效电路,得到了电网阻抗不可忽略条件下的并联系统电流响应表达式;从全局导纳频域特性的角度,揭示了多模块并联系统存在失稳现象的本质原因;以改善全局导纳谐振点阻尼特性为目标,提出了基于导纳重塑的失稳抑制方法;进一步的,提出了弱电网条件下公共点处多逆变器并联谐振失稳评估及定责方法,将每台逆变器对并联系统失稳造成的影响进行量化,得到了单台逆变器对某频次失稳谐振点的定量责任因子,从而实现了并联系统中各台逆变器谐振失稳责任的有效评估和划分。然后,在多模块并联系统协调控制策略方面:提出了开环多机均流+闭环多机分次相结合的谐波补偿方式,整机系统采用单CT采样、双补偿点并网,并介绍了相应的实现方法;考虑实际非线性负载的谐波含量及频谱分布,提出了多模块并联系统的动态协调控制方法,实现了整机补偿系统容量利用及补偿精度的综合优化;利用电流环生成的调制波信号,以一个系统周期内的最大调制比为控制对象,提出了基于直流侧电压控制的多模块并联系统功率损耗与补偿精度综合优化策略,在满足补偿精度要求的前提下,最大限度降低并联系统的功率损耗,使得整机补偿系统的综合性能达到最优。在开关次纹波抑制方面,介绍了 4B-LCL型并网接口,以及有源载波移相+无源滤波相结合的多模块并联系统开关次纹波抑制策略。最后,在实验平台设计和实验结果分析方面:介绍了三相四桥臂式(3P4L)主电路拓扑结构、功率器件及驱动模块,给出了四支路LCL型并网接口参数设计方法;介绍了基于DSP+FPGA双核心架构的控制系统,包括控制器结构、主要元器件以及多模块并联冗余故障重启策略;分别针对前文所提出的电网同步、开关次纹波抑制、多模块并联谐波补偿策略进行了验证,实验结果进一步说明了所提方法的有效性和合理性。