本发明公开了一种不平衡电压下光伏发电系统网侧变换器模型预测控制方法。本发明的技术方案要点为：根据采样电网电压和延迟信号以及初始功率给定，解析计算得到变换器交流侧的参考电流；通过预测模型获得各电压矢量作用下的预测电流，通过价值函数选择使电流参考值与电流预测值之差的绝对值最小的电压矢量作为最优电压矢量，选择最优电压矢量对应的开关位置信号作为控制功率器件的开关信号。在电网电压不平衡条件下，通过控制变换器两侧功率平衡保证直流母线电压稳定、网侧电流正弦，整个控制过程基于两相静止坐标系，避免了旋转坐标变换，且控制方法不包含正负序分解与锁相环节，控制结构简单，计算量较小。