利用多种能源形式组成的微电网供电系统，是提高供电可靠性和灵活性，改善现有电力结构的有效途径。微电网通常具有自治和非自治两种运行模式，本文对低压自治微电网的控制策略和运行特性进行了深入研究。自治微电网采用下垂控制的逆变器并联运行组网，并由其形成微电网电压和频率参考，而光伏和风力发电等可再生能源发电形式作为并网单元，为系统提供能量输入。其中组网逆变器是微电网的核心，由其对微电网频率和电压进行调节，控制微电网功率供需平衡。　　 由于低压微电网通常是单相组网，而且系统的基本功率单元是电力电子器件实现的逆变器，在控制上与常规三相大电网存在明显区别，本论文对逆变器建模、组网单元和并网单元的功率控制，微电网稳定性和能量管理系统等方面进行了深入研究与分析。全文主要工作有如下方面：　　 1)建立了单相逆变器稳态模型，提出了逆变器输出滤波器的设计方法，分析了适合微电网控制要求的逆变器电压外环和电感电流内环双闭环控制器设计方法，并对逆变器输出阻抗进行了分析。　　 2)参考三相对称系统派克变换原理，本文提出了一种单相系统有功功率和无功功率瞬时解耦计算方法。将单相系统向静止αβ坐标变换得到原始信号的两个正交分量，再将其向旋转dq坐标变换，得到原始信号解耦后的dq分量，以此实现单相系统功率的解耦计算。仿真和实验结果表明，采用此种方法功率解耦计算迅速，结果准确。　　 3)对微电网组网单元和并网单元的功率控制进行详细分析，确定了组网单元采用下垂控制方法，并网单元采用PQ控制方法。组网单元采用下垂控制，无需互连线通讯即可实现功率自动均分，而且以其组网的微电网系统具有扩展性好，冗余度高等良好品质。而并网单元由于自身能量输入不稳定的特性，适合采用PQ控制方法，控制其注入系统功率最大化。　　 下垂控制的有功功率控制系统中含有一个积分环节，因此负载有功功率均分是无差的。而线路阻抗是影响负载无功功率均分效果的主要因素，针对线路阻抗差异对负载无功功率均分的影响，本文采用虚拟阻抗对逆变器输出阻抗进行校正，以改善逆变器输出阻抗特性，实现负载无功功率的均分。　　 常规下垂控制的逆变器输出电压幅值随负载变化而波动，在负载无功变化较大母线电压波动尤其明显。针对此局限性，本文提出了一种基于母线电压控制的改进下垂控制方法，以消除负载变化时对母线电压的影响。　　 4)在Matlab环境下，建立了自治微电网组网单元和并网单元的Simulink仿真模型，建立了虚拟阻抗校正和母线电压控制的下垂控制功能模块Simulink模型，对系统的稳定运行和动态过程情况进行仿真。　　 5)提出了组网逆变单元的动态相量模型，并用根轨迹图分析了下垂系数对组网逆变器稳定性的影响。结果表明，下垂系数增大逆变器稳定性变差，下垂系数越小系统越稳定，但是过小的下垂系数又会影响到负载均流效果。在此基础上，建立了自治微电网简化小信号模型，并用状态方程对系统稳定性进行分析。结果表明，下垂系数、功率计算滤波器时间常数和线路阻抗r/X值均对系统稳定有较大影响。　　 6)针对自治微电网系统多输入多输出变量及非线性的特点，提出了分级模糊控制的能量管理策略。并针对一个风光蓄自治微电网实例，设计了一个四级模糊控制能量管理控制系统，通过仿真验证了所提出的能量管理系统具有良好的控制性能，证实了方案的可行性和有效性。　　 7)搭建实验平台，对自治微电网运行特性进行了实验验证。实验结果表明，采用母线电压控制改进的下垂控制极大提高了微电网母线电压在负载变化条件下的稳定性，同时对逆变器输出阻抗采用虚拟阻抗校正后可以很好地消除线路阻抗差异对负载均流效果的影响，大大消除了系统环流，提高系统稳定性。组网单元能够根据并网单元输出功率的变化自动调节系统频率，以满足微电网功率平衡需要，并能保持负载功率良好的均分效果。由改进的下垂控制逆变器并联组网的自治微电网具有良好的稳态特性和动态特性。