并网逆变器作为新能源发电系统、公共电网以及本地负载之间的能量转换接口装置,承担着分布式发电(Distributed Generation,DG)系统能量的转换与控制,其性能好坏直接决定着并网电流质量,对DG的安全、稳定和高质量运行十分重要。因此,深入并网逆变器的控制系统,进一步提高其稳定性、动态性能,对提高并网电能质量具有重要的理论意义和实际工程应用价值。本文针对整数阶PID控制下的并网逆变器系统动态响应时间较长、抑制电网谐波能力不足以及存在多种降低稳定性的不确定因素,提出一种基于改进粒子群算法(modified particle swarm optimization algorithm,MPSO)的并网逆变器分数阶PI~λD~μ控制策略,该控制策略扩大了系统稳定的参数范围,提高了系统参数自适应性,可有效改善系统的控制性能,抑制电网侧的扰动,降低入网电流谐波含量。首先,根据单相LCL并网逆变器组成结构确定系统阻尼方案,采用改进Oustaloup滤波算法数字实现分数阶PI~λD~μ控制器(fractional-order PID controller,FOPID),在此基础上详细分析PI~λD~μ控制器的阶次参数λ、μ对闭环系统动态及稳态性能的影响。其次,推导了单相LCL并网逆变器控制系统数学模型,在此基础上进行控制环分解分析,设计了电流反馈系数以及电压前馈通道传递函数。对并网逆变器系统采用整数阶PID控制器与分数阶PI~λD~μ控制器的控制性能进行对比分析,根据开环系统的幅相频率特性,研究分数阶PI~λD~μ控制器参数变化时对系统稳定性能产生的影响以及控制器各参数之间的关系,并给出控制器各参数的取值范围。最后,在常规PSO的基础上对惯性权值进行改进,并将改进的PSO应用于分数阶PI~λD~μ控制器参数寻优,改进的PSO可增强全局搜索能力,同时加快收敛速度,提高搜索精度,可更大程度上提高控制器参数自适应性。在Matlab/Simulink平台上搭建仿真模型,对并网逆变器系统的动态响应、抗干扰性能进行仿真研究,仿真结果表明,和整数阶PID控制器相比,针对并网逆变器系统,基于MPSO算法的分数阶PI~λD~μ控制器有更大的优势,可有效提高系统相位裕度,降低输出并网电流的总谐波失真,使系统在电流突变及电网电压突变等扰动下均能具有良好的鲁棒性。