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前面介紹的各種控制策略都是基于線性系統的。而分布式光伏發電系統中的并網逆變器本身由于電力電子器件的存在，它是一種強耦合、時變的非線性系統。正如前面介紹的那樣，采用線性控制的手段控制逆變器，必須先提取逆變器的數學模型，并進行線性化。在這些過程中必須采取大量的近似和簡化，因此最終得到的數學模型與實際系統存在非常大的偏差。為此，出現了非線性控制方法。非線性控制方法也有兩種思路，一種是不需要提取數學模型，把逆變器當做“黑箱”，只對需要控制的信號實施直接的控制手段，滯環控制就是這種思路的典型方法；另一種是仍要提取數學模型，但無須對數學模型進行線性化近似，直接對非線性的數學模型采取控制，變結構控制是這種思路的典型方法。

單周期控制:
單周期控制是一種優秀的跟蹤控制策略。采用單周期控制實現三相逆變器并網，有以下優點：①控制電路結構簡單（復位積分器和一些線性邏輯器件），②動態響應快；③開關損耗低。在同一時間內，逆變器六開關只有兩個開關作，整流器六開關有四個動作。
對于并網型逆變器，要求輸出電流畸變率低、功率因數高。一般方法是控逆變器輸出電流和電網電壓同相，通過減小無功輸出功率來達到最大有功功輸出。
變結構控制:
變結構控制是一種非線性控制策略，廣泛應用于各種控制系統中。變結構控制的非線性表現為控制的不連續性，而且在控制過程中不斷地改變。變結構控制的通常法則是：每當系統相空間中的運動點穿越萊些曲面（超曲面）時，就改變系統的結構。而這些曲面的形狀本質上取決于控制對象的類型。對于電力電子變換器而言，每種開關狀態的組合對應著不同的電路結構，開關動作就是從某一種電路結構到另一種電路結構的穿越。這與變結構控制的基本法則非常相似，因此變結構控制非常適用于電力電子變換器。變結構控制中最常用的是滑模控制。