微电网是由分布式电源(Distributed generator,DG)、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的能实现自我独立控制、保护和管理的小型发配电系统。通过微电网实施对DG的有效管理,可以降低DG对配电系统安全运行的影响,也有助于电网灾变时保证重要负荷的不间断供电,具有重要的经济意义和社会价值。微电网中DG的类型不同,其所起的作用也可能不相同,相应的变换器也需要采取不同的控制策略。下垂控制策略易于实现DG的即插即用,且在微电网切换运行模式时无需改变控制策略,得到了广泛的研究与应用。本文对交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网3种微电网中DG变换器的下垂控制进行研究,其主要工作如下:(1)针对交流微电网中无功均分的问题,采用基于虚拟阻抗的下垂控制,并进一步提出虚拟电容的下垂控制。①基于虚拟阻抗的下垂控制:分析传统下垂控制下无功功率分配存在偏差的机理,针对线路阻抗差异造成的无功功率分配出现偏差的问题,采用基于虚拟阻抗的下垂控制,通过加入虚拟阻抗,减小线路阻抗差异,有利于实现无功均分。算例分析证明基于虚拟阻抗的下垂控制策略能提高交流微电网中无功均分精度,且无功均分精度随线路阻抗差异的减小而提高,但会导致逆变器输出电压幅值的跌落。②基于虚拟电容的下垂控制:分析交流微电网中逆变器输出端接入电容后无功功率的输出特性,证明无功功率可通过改变并联电容进行调节,在此基础上,提出基于虚拟电容的下垂控制改进,利用虚拟电容算法模拟交流微电网中逆变器输出端接入电容的特性,以避免使用实际电容带来的不便,并给出虚拟电容值的计算流程。算例分析证明基于虚拟电容的下垂控制策略仅利用各逆变器输出的电压幅值和无功功率即可提高无功均分精度,无需通讯以及检测其他参数,具有适用性强,实现简单的特点;且该控制策略在提高无功均分精度的同时,能抬升逆变器的输出电压。(2)针对直流微电网中有功均分的问题,提出基于自适应调节下垂系数的I-U下垂控制。分析直流微电网中有功均分的机理,得出线路阻抗差异会引起各DG的有功功率分配存在差异,下垂系数增大会导致电压降落。针对这两个问题,提出基于自适应调整下垂系数的I-U下垂控制,利用下垂系数自适应调整环提高有功均分精度,通过电压调整环抬升变换器的输出电压。算例分析证明所提控制策略的正确性和有效性。(3)针对交直流混合微电网中交流子微网和直流子微网的功率平衡问题,提出互联变换器(interlinking converter,ILC)的协调下垂控制。分析交直流混合微电网中ILC的运行模式,得出ILC传输功率应考虑功率传输的方向和数值。在此基础上,提出ILC的协调下垂控制,其工作模式分为3种:整流、空闲、逆变,在传统下垂控制的基础上增加的空闲工作模式可避免直流母线电压在额定值附近波动时,电力电子器件的频繁动作,减少谐波的产生,提高电能质量。算例分析证明所提控制策略可实现交流子微网和直流子微网的功率平衡。