微电网是一种进行分布式电源(DG)集成的有效解决方案,是实现用户侧可再生能源消纳的有效途径,对微电网中的DG设备进行有效控制是保证其安全稳定运行的关键。本文主要针对微电网中DG设备的功率控制策略开展研究,主要工作如下:(1)首先分别建立了微电网内DG设备、网络环节及负荷的小信号模型,并基于公共坐标系构建了微电网完整的小信号分析模型。利用根轨迹法及时域仿真方法,分析了DG设备的控制参数、等效线路阻抗变化对微电网动态的影响机理。进一步,研究了并联运行DG设备的输出功率特性,阐明了DG间功率环流与其线路等效阻抗不匹配现象之间的内在联系。(2)针对微电网线路不匹配引起的无功功率分配偏差问题,提出了基于线路阻抗观测器的改进下垂控制策略。分别设计了主动式和被动式两种线路观测器,基于所设计的线路观测器,进一步给出了一种利用电压补偿来实现无功功率合理分配的改进下垂控制策略。仿真分析表明,所设计的观测器在多种工况下,均可实现对线路阻抗的精确辨识;而所提改进下垂控制不需实时通信,即可保证无功功率在DG间的合理分配。(3)在考虑微电网拓扑结构影响基础上,提出了一种基于一致性理论的改进下垂控制策略,在考虑微电网拓扑结构影响的情况下,保证DG的无功功率得到合理分配,并且能够在提高系统动态性能的同时,尽量减少系统的通信量。进一步,综合运用恒压、恒频控制和恒功率控制技术,设计了一种DG单元的虚拟下垂控制策略,可有效解决系统稳态运行时的频率偏移问题。(4)从结构和参数两方面来改进传统下垂控制的动态特性。在结构方面,将线路阻抗角作为一个系统变量引入到频率下垂控制回路中,并增加一个微分环节以提升其控制效果;在参数方面,通过优化算法对微分环节控制参数取值进行优化。研究表明,改进控制策略可有效改善DG系统的动态性能,而不影响其稳态时的功率分配效果。(5)在本文所设计的线路观测器基础上,提出了一种自适应虚拟同步发电机控制策略,可自适应地调节DG虚拟同步发电机控制参数以适应系统的外部变化。通过理论分析及实验验证,表明本文所提方法相比于传统虚拟同步发电机控制策略更具优势。