伴随着可再生能源在全球范围内的广泛兴起,近年来分布式发电(Distributed Generation,DG)技术得到了快速发展。作为分布式电源的载体,微电网可以有效协调不同类型的可再生能源,是分布式可再生能源接入电力系统的重要途径。微电网具有并网和孤岛两种运行模式,并网运行下要求各DG单元输出最大功率,孤岛运行下则要求按比例合理分担系统负载功率。为此,目前微电网广泛采用模拟传统电力系统同步发电机外特性的下垂控制策略,但该策略仅能够实现孤岛运行时微电网的有功功率均分,无功功率分配会出现偏差。此外,微电网孤岛和并网运行模式之间的平滑切换也对增强电力系统可靠性,提高电能质量,保护当地负荷与电气设备等具有重要意义。针对以上问题,本文所研究的内容如下:本文首先建立交流微电网系统结构,研究微电网下垂控制的基本原理,分析下垂控制下微电网并网和孤岛运行时的功率调节过程,并设计逆变器的下垂控制器结构,包括功率控制环、电压电流双闭环、虚拟阻抗等多个控制环路。在Matlab/Simulink平台上建立微电网下垂控制仿真系统,通过仿真分析下垂控制下微电网并网和孤岛模式的运行结果。通过分析微电网下垂控制的功率分配原理,得知由于馈线阻抗不匹配等因素的影响,孤岛微电网难以严格根据下垂系数合理分配系统的无功功率。为此本文提出一种微电网功率均分策略,在下垂控制基础上引入自适应虚拟阻抗控制,补偿馈线电压降的不匹配,实现精确的无功功率均分。设计了自适应虚拟阻抗控制器,并分析控制器参数对工作点的灵敏度。因其低灵敏度特性,该策略对通信可靠性要求不高,即使通信中断仍能实现较为精确的无功功率均分。通过Simulink仿真验证所提控制策略的可行性与有效性。最后本文研究了基于下垂控制的微电网并网切换控制方法。研究微电网预同步控制技术,设计预同步控制单元,实现微电网由孤岛向并网运行模式的平滑切换。然而,微电网逆变器并网后的输出功率由此时的电网电压水平决定,可能会造成逆变器的过流或欠载。于是改进了并网下垂控制方法,实现逆变器并网运行时能够输出额定功率。但是并网下垂控制中的积分控制环节会影响孤岛微电网的功率均分和电能质量,因此并网运行的微电网进行离网操作前需要切除积分控制环节,最终实现微电网由并网向孤岛运行模式的平滑切换。Simulink仿真结果均验证了以上控制技术的有效性。