随着当今世界迅速地从工业化社会向环保化社会转型,发展绿色能源成为重要的研究课题。光伏发电由于其可再生性、无污染性等特点逐渐得到各国政府的广泛关注和大力支持。建立大容量光伏发电站是未来的一种发展趋势,而光伏逆变器的研制则是其坚实的技术基础。本文主要是以单级三相式光伏逆变器并网系统为研究对象,对电网电压不平衡下的控制策略及断网后逆变器的孤岛保护进行了详细分析和研究。光伏电池应用特性和最大功率跟踪是光伏发电系统研究中最基本的问题。本文首先根据光伏电池的外特性搭建了仿真模型,然后分析介绍了几种常见的MPPT控制方法,针对单级式逆变结构选择了电导增量法来实现最大功率的跟踪控制。逆变器是光伏发电系统中最重要的组成部分,研究其控制方法具有重要意义。假设电网电压平衡时,为了达到并网逆变器输出电流的幅值与相位可控的目的,本文采用电流前馈补偿的双闭环控制结构,有效地提高了整个控制系统对光照强度变化的动态响应能力,以解决直流母线电压处于光伏阵列不稳定区域时出现的振荡。在电网电压不平衡故障下,为了很好的消除直流侧的二次谐波,实现正弦交流电流信号的无静差跟踪控制。采用了抑制交流侧负序电流及抑制直流侧电压二次谐波的不平衡控制策略。针对其系统结构比较复杂,需要独立检测正负序电流等不足,在此基础上提出了一种在α-β坐标系下基于广义积分器的改进控制策略,该控制方法简化了不平衡控制系统的设计。对上述三种控制方法进行了详细的仿真研究,仿真结果表明改进控制方法能够取得和传统控制方法相似的效果。电网故障断开时,逆变器和负载形成了一个孤岛。孤岛效应是分布式发电系统中常见的现象,准确快速检测孤岛成为光伏并网逆变器必备功能。本文介绍了孤岛检测的基本原理和检测标准,简要分析比较了几种常用的主动式和被动式孤岛检测方法。针对单级三相式并网结构采用了传统的无功和有功电流扰动,虽然能很快检测出孤岛,但是电流的注入影响电能质量,在此基础上提出了频率正反馈的无功扰动法,该方法能够获得连续的频率变化且消除了传统扰动对电能质量的影响。最后通过仿真对比验证了两种方法的效果。