当前,由于人类社会的不断发展,非可再生能源的不断消耗,能源需求和环境保护问题也越来越凸显,基于可再生能源的分布式发电便显得尤为重要。但是随着分布式发电在电力系统中所占的比重越来越大,分布式能源的接入,虽然给电力系统提供了无污染的能源,但也给电网的稳定带来了不利因素。因此,为了维持电网的稳定性,分布式电源不能单纯向电网提供电能,还需具备相应的电网电压幅值和频率支撑能力。为了抑制分布式发电带来的问题,故而有学者提出了微电网的概念。微电网能够稳定的运行在并网模式与孤岛模式。并网模式时,微电网的并网逆变器表现为受控电流源型接口的特性,其输出电压和频率由大电网支撑。在孤岛模式下,微电网的输出逆变器表现为受控电压源型接口的特性,此时,由于各个微电源与公共母线之间的线路阻抗及微电源各自的输出阻抗存在差异,而引起电压降落差,导致功率均衡精度差。本文对微电网中分布式电源孤岛运行下的功率均衡控制策略进行了研究和分析,可以总结为以下几个部分的工作。本文首先介绍了课题的研究背景及意义,介绍了国内外微电网的研究现状、逆变器控制模式、微电源的功率均衡策略、微电网的整体控制策略以及微电网系统结构,指出了微电网中多微电源并联运行时实现功率均衡的重要性。接着围绕基于虚拟同步发电机的功率均衡控制策略,首先分析了虚拟同步发电机控制策略,该控制方式能使微电网具备相应的电网电压幅值和频率支撑能力,为稳定性相对较差的微电网提供必要的阻尼作用。接着分析了虚拟同步发电机的数学模型,介绍了其逆变器控制算法。负载变化导致的电压幅值和频率变化等特性在电力系统是常见现象,为此孤岛运行控制需要从这些基本的问题着手,故采用虚拟负荷模型模拟负载,通过电力电子器件灵活编程可以实现对交流侧阻抗、电流和功率进行灵活控制,因此可以实现对三相交流负载的模拟。介绍了利用ZIP(constant impedance,constant current,and constant power)虚拟负荷模型来模拟本地负载的控制方式,提出了基于虚拟同步发电机(VSG)和ZIP虚拟负荷实现微电网孤岛模式下的控制及模拟。然后在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,仿真结果证明了控制方法的有效性。然后介绍了基于传统下垂控制的功率均衡控制策略,分析了连线电感的选取、电压环电流环的设计、滤波器参数的设计以及逆变器输出电压外特性,接着介绍了一种改进型的下垂控制策略,即引入虚拟阻抗的下垂控制策略,分析了单台逆变器的输出特性以及纯阻性虚拟阻抗、纯感性虚拟阻抗、阻感性虚拟阻抗这三种杭州电子科技大学硕士学位论文类型的虚拟阻抗对逆变器输出阻抗的影响,在实验平台上完成三种类型虚拟阻抗的实验,从实验结果得出的结论为阻感性虚拟阻抗对系统功率均分的效果最好。接着推导了基于虚拟同步发电机的功率均衡控制策略和下垂控制方法的一致性,可以给系统的设计带来参考价值。接下来介绍了一种控制方式,即当功率波动时输出电压及频率偏移较大时,在下垂控制基础上加入电压与频率补偿环节,对它们进行补偿调节,使其恢复到额定值运行。在以上基础上,提出了改进的控制策略,将下垂控制部分改进为基于通信下垂控制方法,使得在电压与频率得到稳定控制的同时,环流的有功功率和无功功率可以更快的被调节。最后,在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,对比了所提出的引入电压和频率控制环的改进的下垂控制方式与传统下垂控制方式的仿真波形,对所提控制方式的改进之处进行验证。搭建了两台逆变器并联的实验平台,实验结果证明了所提控制策略能够在电压和频率偏移后将它们调整回额定值,并且具有较好的电流均分作用,表明了整个控制系统的正确性以及实验平台的可行性。本文还做了对本课题的总结,以及对未完成的工作进行展望。