如今人类的经济、文明正处于一个前所未有的高速发展时期,但利好局面也伴随着能源危机加剧、地球环境恶化等问题的出现。为了能够使人类摆脱对传统能源过度依赖的窘境,诞生了一批以可再生能源为基础的分布式发电技术。随着“微电网”概念的提出,使得原本分散的单一分布式电源以高效且有序的组合形式形成利于控制调节的系统规模,在现代电力系统结构中发挥日益重要的作用。因此,如何设计一套保证微电网能够在常规的孤岛或并网模式下稳定运行的同时,实现孤岛/并网模式之间平滑切换的控制系统,是人类在新能源领域向前发展的必然要求。本文首先通过分析国内外微电网技术发展的现状,对微电网的结构与特点作了归纳。对三种常规的微电网控制结构的优缺点进行分析,指出主从结构在目前微电网技术应用与研究中的重要优势,并以其作为研究实验的理论基础。然后针对三种常规的逆变器控制策略进行了详细分析,对各自的控制原理及应用局限性作详细阐述。接着,对一般以电力电子器件为基础构造的逆变器作性能与特点方面的阐述,说明其不具备传统同步发电机应对系统暂态问题的物理优势,引出虚拟同步发电机控制。通过介绍传统同步发电机的控制原理,根据其转子运动的数学模型设计了虚拟同步发电机控制策略,使逆变器成功模拟了传统同步发电机,具备了一定外特性和阻尼特性,提高了微电网应对负荷突变的能力。利用数学模型推导与仿真实验结果,对关键参数在调节过程所起到的具体作用进行了详细分析。本文详细地分析了并/离网切换过程存在的问题,然后针对这些问题提出了相应的解决措施。先是针对传统PI控制预同步存在稳态误差的问题,提出了一种改进的预同步调节方法,提高了预同步调节的稳态误差精度;再针对VSG控制在并网时刻存在功率波动问题,提出一种改进的PQ控制,削弱了逆变器在并网时刻由VSG向PQ控制切换所产生的功率影响;针对并网到孤岛运行方式的切换过程,提出了一种离网相位跟踪控制方法,降低微电网在离网时产生的相位突变问题。最后,针对所提出的控制理论,利用MATLAB/Simulink软件平台设计相应的仿真实验模型,用以进行理论有效性验证。本文理论能够解决该微网模式切换存在的暂态问题,既可以保证微网处于孤岛或并网模式时的稳定运行,同时也能够实现两种模式之间的平滑切换。