在使用虚拟同步机控制算法的逆变器中,锁相环能够给虚拟同步机提供接入点电压的频率、相位等信息。但是,锁相环自身的动态特性会叠加到测量所得的频率信息中,对虚拟同步机的特性造成影响。因此,本文在虚拟同步机的模型建立过程中考虑了锁相环的动态,并且对模型的基本特性及控制算法进行了验证。进一步地,对锁相环给虚拟同步机带来的影响进行了分析,针对分析结果给出了虚拟同步机及其锁相环参数的整定方法。根据所提整定方法,能够正确配置受锁相环动态影响的虚拟同步机参数,达到预期的性能。根据以上思路,本文首先针对锁相环影响虚拟同步机惯量、阻尼特性等问题,建立了考虑锁相环动态的虚拟同步机数学模型。该模型能够精确地描述虚拟同步机的惯量、阻尼等特性。对于模型的验证包括诸如功率指令值跟随、虚拟惯性、一次调频等基本特性,以及虚拟同步机并联控制策略,包括并联运行的功率分配、二次调频、并联环流抑制、并离网无缝切换等功能。进一步地,基于经过验证的模型,研究了锁相环对并网虚拟同步机惯量、阻尼特性的影响机理。对于并网虚拟同步机,提出了相对于预设参数,等效惯性时间常数、阻尼系数变化数值的计算方法,并在时域、频域进行了验证;以该计算方法为基础,给出了并网虚拟同步机虚拟惯量、阻尼系数以及锁相环PI调节器参数的配置曲线,在工程实际中可根据曲线快速、便捷地配置虚拟同步机参数。对于虚拟同步机离网运行工况,综合比较了使用接入点频率和虚拟同步机输出频率实现的两种一次调频,便于配置虚拟同步机及其锁相环参数,保证含有锁相环的虚拟同步机离网稳定运行并实现预期的动态性能。