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随着可再生能源(Renewable Energy Sources,RES)的迅速普及,电网结构正在发生变化,基于逆变器的分布式发电(Distributed Generation,DG)越来越多。由于基于逆变器的电源不像传统同步电机那样具有惯性,大量的DG引入微网对于整个系统运行的稳定性十分不利,通过引入虚拟惯性和阻尼特性,将逆变电源配置成常规的同步电动机,由此引出了虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术。(1)首先,本文介绍了研究背景和意义,通过分析微电网的结构及其经典的逆变器控制控制方法,对比了不同方法之间的优缺点,从而引出了虚拟同步发电机的概念。在分析了VSG实现原理的基础上,研究了阻尼和惯性两个关键参数对频率和功率的影响及单机运行特性。(2)其次,分析了微网逆变器的运行特点,采用了VSG作为DG的接口,可以等效为一个电压源,具有两种不同的工作模式,既可以工作在并网模式,还可以脱离电网孤岛运行。因此需要考虑到逆变器在两个模式之间切换时带来的一系列问题,通过分析VSG离/并网平滑切换的条件,提出了一种基于锁相环(Phase-locked Loop,PLL)的预同步控制策略,减少了切换过程中冲击电流,提高并网的可靠性。(3)最后,分析了在孤岛模式下,VSG并联运行时的环流和功率特性。在中低压微网线路呈阻感性且阻性为主要成分,微网线路阻抗参数的不匹配导致了功率之间的耦合,不利于功率的精确分配。因此提出了一种基于改进虚拟阻抗的功率解耦方法,消除了线路阻性成分的影响,使VSG输出的等效阻抗呈感性,降低功率之间的耦合度,提升了功率分配的精度,减少环流对并联系统的影响。