在世界能源格局深刻调整、环境资源约束不断加强的新时期,国内风电、光伏发电技术规模高速增长。虚拟同步机技术作为一种新兴的具有良好并网特性的逆变器控制策略发展迅速。但是,新能源发电不够稳定或系统局部故障而引起的系统频率频繁、大幅变化以及大容量并联逆变器机组环流等问题的出现,对虚拟同步机控制策略的设计及其进一步优化提出了新的挑战。针对以上问题,本文对基于虚拟同步发电机控制的微网逆变器进行了以下研究:(1)分析了微电网典型拓扑,建立了微电网两相静止坐标系、两相旋转坐标系下的数学模型;基于同步发电机简化模型,分析了虚拟同步发电机的实现算法,并利用根轨迹法研究了转动惯量,阻尼系数,下垂系数等关键参数对系统稳定性的影响,给出了其有效取值范围,为算法设计提供了重要参考,同时还在MATLAB中搭建了仿真平台,验证了设计的有效性。(2)研究了常见的虚拟同步机自适应参数方案,针对常规自适应参数选取不当会引起转动惯量变化过大而使系统失稳的问题,引入双曲正切函数,分析了一种具有渐近上下界的自适应参数选取方法。通过仿真验证该方法既可以实现系统使具有更好的动态特性又保证了系统工作稳定。(3)对多机并联系统环流产生的机理进行研究,指出环流问题本质上就是功率分配问题。为减小由于线路阻抗不匹配和控制参数选取不当引起的环流,实现并联虚拟同步机系统功率的精准分配,优化了并联系统控制参数,研究了虚拟阻抗参数在不同容量比下的配置原则。仿真验证了参数配置方法的有效性,以及虚拟阻抗对环流的抑制作用。(4)搭建了两台5k W的微网逆变器实验平台,完成了并网、孤岛、并联运行实验,实验结果验证了本文研究的控制策略的正确性和有效性。该论文有图80幅,表9个,参考文献96篇。