近年来,环境与能源问题受到了世界各国的广泛关注,高能耗的火电机组逐渐被可再生能源发电取代已成为大势所趋。光伏发电由于安全可靠、分布广泛和清洁高效等优势,是解决环境问题和加快能源转型的有效方式。然而随着光伏装机容量的逐步扩大,光伏电站对电力系统的影响也日益突出。为了提高光伏的消纳力度和电力系统的稳定性,本文针对光伏电站并网造成的频率、电压和暂态稳定性问题进行研究,并提出了光伏电站参与电网调控的相应控制策略。主要的研究内容如下:首先,对虚拟同步光伏电站进行建模。研究了光伏电站中主要设备和控制系统的数学模型,通过对储能系统的控制策略进行改进,实现了光伏电站的虚拟同步化运行。结合工程实际情况对光伏电站中的设备进行选型,并在Matlab/Simulink中搭建了5MW光伏电站的详细仿真模型。针对详细仿真模型仿真速度过慢的问题,通过对逆变器和直流电容进行等效,提出了光伏电站的等效建模方法。在无需考虑光伏电站电磁暂态的情况下,等效模型可以在保持光伏电站输出特性的基础上大大提高仿真的效率。其次,开展虚拟同步光伏电站参与电网调频控制策略的研究。对光伏电站中的光伏逆变器和储能系统的控制策略进行改进,分析了改进后有功电源的频率调节特性及其影响因素。根据传统电力系统的调频过程和各有功电源的频率调节特性,设计了储能系统和光伏发电单元参与/退出调频的顺序,提出了一种包含惯性响应、一次调频和后备控制的三层光伏电站参与调频的控制策略,使得光伏电站在暂态过程中可以表现出类似同步发电机的频率响应特性。再次,研究了虚拟同步光伏电站参与电网调压的控制策略。分析了光伏电站并网点电压波动的机理,研究了无功功率在光伏电站内的无功电源间分配时造成的网损分布以及每个无功单元对并网点电压的灵敏度。根据并网点电压的无功控制策略确定了光伏电站参与调压时的无功参考值,在保证网损最小和调压灵敏度最高的情况下,采用下垂曲线配合的方式实现无功参考值在各无功电源间的合理分配,从而提出了一种光伏电站参与电网调压的协调控制策略。最后,研究了虚拟同步光伏电站主动支撑阻尼控制策略。分析了虚拟同步光伏电站对于电力系统阻尼特性的影响,通过特征根分析的结果指出了该控制策略在提高系统阻尼比方面的局限性。采用电力系统阻尼转矩理论分析得出了虚拟同步发电机影响系统阻尼比的理论条件,在此基础上参考传统电力系统稳定器的结构提出了一种主动抑制低频振荡的附加阻尼控制策略,并通过相位补偿法给出了参数设计的方法。本文中的理论分析和所提控制策略的正确性均通过仿真结果进行验证。