国家对储能产业的扶植政策促进了储能微电网的建设,这使得具备调频、调压控制的电力电子接口设备得到了广泛应用。这类设备通常模拟同步发电机的下垂特性,但是由其构成的新能源微网与传统电力系统所关注的问题有所不同,孤岛微电网系统的机电惯量小,电压、频率波动严重,抗扰能力差;缺乏足够的同步转矩与阻尼转矩;频率与有功自然耦合,电压稳定取决于无功功率需求,这两种耦合之间没有提供明确的关系。因此,下垂孤岛微网运行的稳定性问题相比常规电力系统更加严峻。从逆变器外特性入手,研究下垂孤岛微网的稳定性问题,是一种行之有效的手段。因此,本文将从下垂逆变器外特性出发,深入探索下垂孤岛微电网的稳定性问题。主要研究内容如下:1.采用小信号建模法,建立下垂控制逆变器的输出阻抗模型,分析了下垂控制逆变器的输出阻抗模型对关键参数扰动的敏感性问题。研究表明,下垂控制主要影响逆变器较低频段输出阻抗,其他频段输出阻抗主要受电压外环控制参数及LC滤波器电容容值的影响。基于电压外环控制参数及LC滤波器电容参数,构建了逆变器的输出阻抗三参数近似简化模型,在佐证以上结论正确性的同时,也可以将该三参数模型应用于简化集群系统的分析。2.研究电压外环积分器对功率均分的影响问题,提出了基于自适应积分参数控制的功率均分改善方法,解决了传统虚拟阻抗控制引入后造成的微电网电压降落问题,提升了微电网的供电质量。同时,通过分析QPR(Quasi-Proport-ional-Resonant Controller)控制器关键参数扰动对逆变器输出阻抗外特性的敏感性问题,揭示了QPR控制器参数差异对逆变器基频输出阻抗影响较小,且能提升逆变器其他频段输出阻抗外特性的结论。即,QPR控制在提升逆变器间功率均分性能的同时,将有助于抑制逆变器相关频段的谐振。3.基于所建立的输出阻抗模型,研究下垂孤岛微电网中下垂控制逆变器的集群效应,并为改善集群模型系统的稳定提供了一个研究思路,即基于逆变器输出阻抗,先定位稳定性问题出现的频段,然后针对该频段的输出阻抗外特性,进行影响参数的重新校核,或改进控制器的解决方法研究。4.研制基于三台下垂控制逆变器实验验证系统,设计了逆变器的硬件电路及主要软件程序,并进行了单逆变器输出阻抗测量实验、基于自适应电压外环积分器参数控制的功率均分实验、无功补偿谐振及谐振抑制实验及多机环流谐振实验等。验证了本文所建立的下垂控制逆变器模型的正确性、功率均分改善方法及谐振抑制方法的有效性、逆变器间环流分析的正确性。