随着光伏产业的不断升级,现今市场光伏逆变器的容量不断增大,光伏发电的占比逐渐增加,其安全性和可靠性受到越来越多的关注。其中,光伏逆变器的低电压穿越(LVRT)能力是考察一台机器好坏的重要性能指标,三相锁相环的精度以及并网和低电压穿越控制算法的好坏将直接影响到逆变器能否按照要求完成穿越任务。本文以实际项目为背景,针对传统三相锁相环在精度和抗干扰能力方面的不足,提出了一种改进的控制方法,并依托有源箝位三电平逆变器拓扑和低压穿越实验,验证提出理论的可靠性。论文采用有源箝位三电平电路作为逆变器主拓扑,分析了它的换流路径和调制策略。针对三电平逆变器固有的中点电位不平衡问题设计了一种控制方法,研究了不同开关矢量对中点电位的影响程度,利用注入零序参考电流控制中点电位的波动,并通过仿真验证算法的有效性。分析了基于同步坐标系锁相环(SRF-PLL)和基于双广义二阶积分器锁相环(DSOGI-PLL)的结构特点和应用环境,针对工程中常用的DSOGI-PLL锁相环在电网频率发生波动时易出现锁相精度降低的问题提出了一种改进方法,通过固定角频率输入和输出幅值补偿提升输出正交信号精度,减小频率波动。最后通过仿真比较了电网在各类跌落状态下三种锁相环的输出特性。基于逆变器的数学模型分别讨论了光伏逆变器在电网稳态和故障状态下的并网控制策略。按照逆变器低压穿越要求设计了一种基于无功功率支撑的穿越策略,在电压跌落时根据跌落深度设置不同的参考电流,详细分析了穿越过程中的控制逻辑,最后通过仿真对理论分析进行验证。搭建了1 MW实验平台,设计了样机主拓扑器件参数、部分硬件电路和软件流程图。在不同的工况下对光伏逆变器的输入输出特性和低压穿越能力进行了测试,分析了实验结果,验证了所提理论的有效性。