随着传统能源的短缺以及环境污染日渐严重,可再生能源的发展和利用成为人们研究的热点,太阳能光伏发电即为其中最具潜力、发展迅速的清洁能源之一。随着光伏渗透率的提高,其对电网造成的影响也越来越大,其中在电网扰动或者发生故障时,光伏系统突然脱网会给电网带来严重后果,而低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)技术作为电网故障恢复的有力支撑也成为光伏发电发展所需解决的关键问题。为了保证发生电压暂降时光伏发电仍能保持并网,国内外的并网标准中都要求大中型的光伏电站需要具有一定的低电压穿越能力。本文首先介绍和建立了光伏电池、最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制模块、并网逆变器的数学模型,并在Matlab/Simulink软件中搭建了相关部分的仿真模型。通过仿真得出了光伏电池的特征曲线以及光伏电池的最大功率跟踪仿真结果图,验证了所建模型的有效性和正确性,为光伏并网系统LVRT技术的研究提供了基础。其次,研究了逆变器的有限控制集模型预测控制(finite control set-model predictive control,FCS-MPC)。通过分析FCS-MPC算法的基本原理,建立三相并网逆变器FCS-MPC的模型。该算法在每个采样周期,由逆变器的数学模型和系统的状态信息,预测将来一段时间所有开关状态所对应的控制变量以及系统输出,并由价值函数选出让系统性能最佳的开关状态作用到逆变器,预先对系统误差进行修正以取得期望的性能。此控制方法具有简单易理解、无需调制器、内部完全解耦和动态响应快等优点。通过仿真验证,该控制可以实现单位功率因数运行,使得输出电流跟电网电压频率相位均相同,能够满足并网要求。最后,针对光伏并网的低电压穿越问题,本文提出了基于FCS-MPC的LVRT控制策略。介绍了国内外的低电压穿越标准;分析了电网故障期间并网逆变器的运行特性,阐述了电网故障对光伏并网发电系统的影响,为低电压穿越控制提供了理论基础;并通过仿真验证了采用的dq锁相环电压暂降检测方法可以准确、迅速地检测到三相对称电压暂降,为低电压穿越控制的动作提供依据。当电网故障引起并网点电压暂降时,光伏电池不再使用MPPT控制,转换为一种参考功率跟踪控制模式,减小光伏电池输送到逆变器的有功功率;逆变器在有限控制集模型预测控制的基础上采取一种拥有无功补偿的控制策略,通过重新调整有功电流和无功电流参考值,限制逆变器过电流,且给电网输出定量的无功支撑并网点电压的恢复。仿真结果表明,当并网点发生电压暂降时,所采用的LVRT控制策略,可以抑制直流侧母线电压的升高,限制逆变器输出电流的增大,为电网电压的恢复输出一定的无功功率,实现了低电压穿越。