随着近年来光伏渗透率的提高,接入大量光伏的强电网系统所处的运行环境越来越复杂,这为光伏逆变器的控制带来了一定的困难。首先强电网并网运行环境越来越呈现出弱电网特性,较大的电网线路阻抗将使逆变器的控制性能降低。其次电网电压存在波动,传统线性策略在不改变控制参数的情况下,并不能保证逆变器具有较好的输出电能质量。最后,光伏逆变器在离网运行环境下,存在负载未知、负载波动等较复杂的控制情况。因此针对单相光伏逆变器研究一种鲁棒性强的控制算法具有极其重要的实际意义。无源控制算法作为一种非线性控制算法,以其简单的控制律和较强的鲁棒性受到越来越多的关注。无源控制是一种基于系统能量的全局控制方式,具体通过阻尼注入和能量成型实现控制目标跟踪。首先,本文以单相光伏逆变器为应用对象,分别针对强电网、弱电网和离网这三种不同运行环境,设计逆变器的无源控制器。本文重点分析研究基于欧拉-拉格朗日模型的无源控制方法。首先分析逆变器结构并确定控制目标。接下来建立系统的欧拉-拉格朗日模型,并完成逆变器无源性的判断。之后通过阻尼注入的方式完成无源控制器的设计。接下来对所设计的控制器从稳态性能、暂态性能以及鲁棒性三个方面进行性能分析,其中强电网下重点关注阻尼系数的影响,同时给出阻尼系数的选取原则,并分析控制器对输出滤波电感感值估计误差的鲁棒性;弱电网下重点关注线路阻抗参数的影响;离网下重点关注负载的影响,并分析控制器对负载估计误差的鲁棒性。最后对所提出的控制算法进行仿真验证,在验证有效性的同时重点检验其对系统内部参数变化以及外部扰动的鲁棒性。接下来,本文研究基于端口受控哈密尔顿模型的无源控制方法,通过基于互联和阻尼分配无源控制方法设计无源控制器,并在仿真中与基于欧拉-拉格朗日模型所设计的无源控制器进行控制性能对比。最后,本文搭建基于TMS320F2812的单相光伏逆变器实验平台,验证本文所提出的无源控制控制算法的有效性及强鲁棒性。