孤岛微电网作为微电网的一种重要应用方式,在远离供电中心的电网系统中得到了广泛应用,解决了偏远地区供电难的问题。然而,孤岛微电网中分布式电源一般采用电力电子设备并网,其系统惯性小、过载能力差,从而增加了频率调节的难度。因此,本文从设备层及系统层的控制目标出发,提出了包含初级控制与二级控制的分层协同频率控制策略,实现了孤岛微电网的频率稳定控制。主要研究内容如下:从微电网中具有代表性的分布式电源模型入手,建立具有优先复杂度并可用于实时控制的数学模型,并对各分布式电源输出特性进行了仿真研究,为后续研究孤岛微电网系统的频率控制提供了基础。以直流微电网中直流变换器和逆变器的控制系统作为研究对象,分析了直流变换器和逆变器的控制策略,建立了相应的实时控制数学模型,并进行了仿真研究。针对低压微电网线路阻抗呈现阻性以及功率控制的强耦合性等缺陷,提出了具有虚拟惯性及虚拟阻抗环节的改进下垂控制作为初级控制策略,以解决孤岛微电网系统欠阻尼、低惯性等问题,并相应提高系统的稳定性。仿真结果表明,提出的孤岛微电网初级控制策略具有良好的动态和稳态特性。针对初级控制具有稳态频率差的缺陷,以孤岛微电网调频快速性及经济性为目标,考虑源、荷和储调频成本的不同,提出基于分布式控制的孤岛微电网二级频率控制策略。该策略通过相邻控制节点的通信来完成频率最优控制过程,各分布式控制器通过分布式计算得到源、荷、储变换器最优参考值,优化源、荷、储参与孤岛微电网调频的有功出力,达到协同优化调频的目的,同时使频率在动态恢复过程中的总调节成本最低。仿真分析验证了所提出的二级调频策略的正确性与有效性。