能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,也是世界经济发展的血液。预计未来世界范围的能源消耗将有60%以上首先转化为电能后,以电能的形式直接消耗。化石燃料带来的环境问题和日益增长的电力需求,迫切需要利用清洁的新能源发电来缓解这些问题。太阳能作为一种最清洁且开发规模巨大的再生能源已经越来越受到世界各国的重视。因此,研究光伏并网发电系统的控制问题也是当前国内外工业界和学术界的一大热点。结合目前光伏并网发电系统控制策略的研究发展现状,本文对单相光伏并网发电系统中的最优控制问题进行了深入的研究。主要做了以下工作：(1)通过对两级式光伏并网发电系统控制策略问题的详细的分析研究,针对单相光伏并网发电系统的最优控制问题,给出了最优控制的基本原理,分析比较了Delta算子与传统移位算子在离散系统的应用问题,提出了最优控制律中性能指标矩阵的优化方法。(2)由于升压斩波变换器自身的非线性特性,为了克服传统线性控制策略在这种非线性系统的局限性,本文构建了升压斩波变换器的离散非线性平均模型,并提出了一种逆最优形式的最优控制策略。该控制策略不但解决了Hamilton-Jacobi-Bellman方程求解困难的问题,而且提高了系统的鲁棒性和动静态性能。仿真实例验证了所设计的最优控制器的有效性和良好的动静态特性。(3)针对单相光伏并网最优控制问题,构建了基于单相同步旋转坐标系的离散化的单相并网数学模型,提出了针对该模型的最优控制器,并利用粒子群优化方法对最优控制器的性能指标矩阵进行了优化。仿真实例表明该控制器具有良好的动静态性能,且对系统参数变化和外部扰动具有较强的鲁棒性。