并网逆变器作为连接新能源发电控制系统与电网工作的重要设备,对提升系统整体性能和降低开关谐波具有重要意义。因LCL型滤波器的滤波性能强,能高效的抑制谐波,被广泛地的应用于单相逆变系统中。然而LCL型逆变器中的高阶环节会造成系统不稳定,在实际控制过程中需要对其进行有效控制。针对这一问题,本文设计了适用于LCL型结构逆变电路的非线性控制策略。该策略不仅具有传统控制方案的稳定性,还能较好的改善系统的控制精度。在控制策略的研究领域中,控制器的参数选择是一个技术难题。为解决这一问题,本文提出了编织优化算法(Knitting Optimization Algorithm,KOA),对控制器的参数进行寻优整定。该算法具有系统化、速度快、多样性且全局寻优能力强等特点,给控制器提供一种可靠且实用的参数选择方法。本文工作内容安排如下:首先,构建单相LCL型并网逆变电路的拓扑结构,并在dq旋转坐标系中,建立了非线性控制策略的数学模型。该策略由微分跟随器(Differentiator Tracker,DT),状态观测器(State Observer,SO),非线性控制器(Nonlinear Controller,NC)组成。通过对控制目标的各阶信号实行集成控制,该策略提升了系统的控制精度与响应速度。然后,通过对更新方式和寻优模式的改进,本文提出了KOA算法。该算法基于群智能算法的思想,结合各优化算法的优点,为控制器参数的整定提供实用高效的方法。为验证KOA与控制器协同运用的效果,将KOA与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)、模拟退火算法(Simulated Annealing Algorithm,SAA)、粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)进行性能对比分析。建立算法与系统仿真模型,以控制器参数为待优化对象,根据系统的工作特点设计了相应的评价准则计算适应度函数。依据仿真结果全面且系统地验证了KOA的适用性与优越性。最后,构建了DC/AC全桥型单相LCL型逆变系统的实验平台。将基于KOA的非线性控制策略与PR和PID控制策略进行仿真与实验的分析和对比。仿真和实验结果均验证了本文提出的控制策略的可行性和算法的有效性。