分布式电源通过微网以对电网影响最小的方式接入电网,提高了能源利用率,然而,微网系统缺乏惯性支撑和阻尼作用,不利于系统稳定运行。虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)可模拟同步发电机的外特性,增加系统惯性。微网既可工作于离网模式,也可工作于并网模式,离网与并网模式切换、并网电能质量等问题将影响系统的性能。本文以微网中VSG为研究对象。建立同步发电机数学模型,分析VSG控制原理,给出VSG算法的具体实现,并对VSG实现载体—三相逆变器系统建立数学模型,在两相静止坐标系下,设计了电压电流双闭环控制参数。建立VSG动态相量模型,利用根轨迹法分析了VSG控制参数对系统稳定性和动态性能的影响,并对VSG控制参数进行了设计,通过仿真验证了VSG参数设计的正确性。针对VSG离网/并网模式切换,研究了一种改进的预同步方法,对比了传统预同步方法与改进后预同步方法的区别,通过仿真验证了改进后预同步方法的有效性。针对并网电流谐波抑制问题,建立了VSG输出阻抗模型,据此给出了电网电压谐波影响并网电流质量的机理,研究了一种基于PMR的并网电流谐波补偿控制方法,通过陷波器消除了对基波电流的影响,有效抑制了并网电流谐波。最后,对实验平台主电路参数进行了设计,完成了VSG系统实验研究,验证了VSG参数设计、预同步技术以及基于PMR并网电流谐波补偿控制方法的正确性和有效性。