当下海上风电机组发展趋势为单机容量大型化、变流单元模块化。伴随单机容量的逐年上升,传统两电平变流并联拓扑因结构、控制繁琐故难以满足其输出要求,相较之下,中压三电平变流系统以耐压等级高、传输效率强、控制策略简单等优点成为海上风电的最优选。但目前针对大功率系统相应的网侧变流技术的研究相对较少,因此,本文在研究大功率海上永磁风电机组拓扑的基础上,对其网侧变流系统中的锁相、滤波单元及相应模型控制参数优化技术等展开相关工作。首先,通过对比多种三电平变流器与风电系统结构的优劣性,选定“多相电机+分布式三电平变流器”拓扑结构作为研究对象,基于此建立风力机、六相永磁电机及中点箝位（Neutral Point Clamped,NPC）三电平变流器的数学模型,并研究最大转矩控制策略承担机侧输出能量。其次,对NPC三电平变流系统的等效电路及动态换相原理进行解析,计算选取适配器件单元规格,并针对三电平特有拓扑所引起中点电位失衡问题,研究将中、小矢量按比例结合为虚拟中矢量动态维持电位的虚拟矢量调制法,并仿真验证此调制法效果。然后,为适配大功率风电机组,重新设计网侧若干单元,其一:为实现锁相环提取网压频率以保持电网与变流器同步化,设计增加陷波器的改进广义积分器,提升其抗扰动性,在电网正常或故障下均可实现电网频率与相位的捕获。其二:结合设计约束条件,建立LLCL滤波模型,因滤波单元是变流系统与电网的交互接口,需研究整定参数后LLCL单元,对经流变流器PMW调制后,在开关频与整数倍频处的电流信号中劣质纹波的滤除效果。并在网侧控制中采用简便的电压定向的矢量控制策略,利用经典法确定闭环系统控制器参数,向电网供给能量。并通过仿真软件证实网侧各单元有效性。最后,为提升风电机组控制性能,在非线性强的变流控制系统采用粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）,并针对其收敛慢与易陷进局部最优的缺点,设计引入随机权重与自变异的混合粒子群法（Hybird PSO,HPSO）,对机/网侧控制器在传统整定法下所设计的PI参数以超调量、入稳时间等为期望进行优化。在变风速和跳变网侧直流源量,两种变量条件下将传统参数设计法与经HPSO优化导出信号进行对比,通过仿真输出表明模型控制参数经HPSO优化后,变流系统动静态响应性与稳定性明显提升。