由于化石能源的持续减少和使用化石能源对环境的严重污染,可再生能源已成为人们关注的焦点,在此背景下诞生了微电网。微电网虽然有诸多优点,但是相对于大电网来说缺少惯性和阻尼,容易受外界干扰。本文研究的虚拟同步发电机(Virtual synchronous generator,VSG)使逆变器模拟了同步发电机的惯性,阻尼以及调频调压特性,从而提高微电网运行稳定性。首先,介绍了传统微电网逆变器的几种常见的控制策略,并指出了每种控制策略的优点与不足,然后提出了VSG控制策略。通过分析同步发电机数学模型以及转子机械运动,初步建立VSG的简单模型。然后对主电路结构、功频调节部分、虚拟励磁调节部分进行深入的研究。分析了电气参数(电阻和电感)的变化对逆变器输出功率的影响,以及控制参数(转动惯量和阻尼系数)的变化对系统功率和频率的影响,并且在前面分析的基础上对相应控制参数进行了设计。其次,分析微电网并网的条件,根据微电网电压和大电网电压的相位自同步跟踪原理,研究出一种预同步控制器。随后在MATLAB软件平台上搭建了仿真模型,分别进行了单VSG孤岛运行下带固定负载仿真、负荷突变仿真、并网模式仿真以及预同步仿真。分别对转动惯量和阻尼系数的变化进行了仿真对比,仿真结果和前文提出的控制理论相一致。最后,介绍了VSG双机并联的功率分配问题以及功率解耦问题,为了解决功率耦合问题,本文首先引入虚拟阻抗来使系统电路呈感性,然后再研究一种功率解耦法来控制,仿真分析结果验证了此方法不仅能够更好地解决功率耦合问题,还能提高VSG双机并联系统的输出电压质量。本文有图60幅,表3个,参考文献61篇。