微电网系统的提出有效解决了具有分布式特性的可再生能源能量利用及管理问题,是从传统电网向智能电网过渡的中间形式。其中,并联逆变器是微电网系统中的重要组成部分,而下垂控制逆变器由于具有无通讯线并联、可提供电压和频率支撑、不同运行模式控制结构统一等特点,成为了并联逆变器控制领域研究中的热点课题之一。本文对基于下垂控制的并联逆变系统控制策略在离网功率分配、孤岛扰动抑制、运行模式切换和并网电流谐波抑制方面展开研究,并提出了有效的解决方法,以推进下垂控制逆变器的实际应用。具体研究内容包括以下几个方面:单台逆变器无法满足负载功率需求时,通常采用逆变器并联形式以合理分配负载功率。当并联系统中含有如光伏等可再生能源时,基于传统下垂控制方法的有功功率分配原则将会造成光伏能源的浪费。为了提升光伏单元能量的利用率,提出了一种光伏逆变器改进型下垂控制策略。采用光伏最大输出功率闭环控制方法生成有功功率平移量,将其叠加到传统下垂控制有功功率环且保持无功功率环不变,并给出相应参数的稳定区间。该算法通过平移有功下垂曲线的方式实现了并联系统中光伏单元最大功率输出,且能够抑制负载和光伏电池功率带来的外部扰动。采用传统双环控制结构的下垂控制逆变器动态特性受限于下垂控制环带宽,且由于线性控制器的使用,导致发生外部扰动时输出电压动态响应慢且扰动抑制能力差,严重时可能触发系统保护。为了提升输出电压的动态特性并改善系统的扰动抑制能力,本文从基于准比例谐振控制的传统双环控制结构出发,分析了双环结构及控制参数对系统性能的影响。在此基础上,提出了基于Super-Twisting算法下垂控制扰动抑制控制策略,即采用二阶滑模Super-Twisting算法设计新型输出电压控制器,优化电感电流参考信号生成方式,提升了输出电流控制效果;又通过Super-Twisting算法设计新型电感电流控制器,优化了输出电压调制信号的生成方式,提升了输出电压控制效果,以抑制外部扰动。微网逆变器通常有离网和并网两种工作模式。如果两种工作模式下的控制策略不同,模式切换瞬间将会产生冲击电流或电压过冲。下垂控制的使用可以统一不同模式下的控制结构并实现无缝切换,然而并网模式下只能间接控制并网电流,容易受到电网电压谐波的影响且暂态动态响应慢。为了改善并网电流的电能质量,提出了改进下垂控制无缝切换策略。在离网模式下利用输出电压频率逆向使用传统感性下垂方程以生成输出功率参考,内环采用电流直接控制结构并叠加无功电压控制方法以优化电流参考生成方式;在并网模式下使用电流直接控制,从而确保了两个工作模式下控制结构的高度统一,实现了运行模式无缝切换。该方法依然具备下垂特性,可以兼顾逆变器并联、运行模式无缝切换和并网电流直接可控三个控制目标。并网电流谐波含量是并网逆变器的一个重要性能指标,控制器的选择对提升并网电流谐波控制有着重要的影响。本文分析了并网电流谐波的产生机理,阐明了基于传统下垂控制的并网电流谐波抑制方法在实际应用中存在控制结构复杂、控制参数多及谐波提取环节动态特性慢的局限性。为了克服上述问题,提出了新型下垂控制并网电流谐波抑制策略,即建立了逆变器端口受控Hamiltonion模型,并根据能量成型控制理论设计并网控制器,以简化并网控制器结构和控制参数数目。在此基础上,采用线性离散Kalman滤波设计了谐波提取算法,以优化谐波提取速度。在上述工作的基础上,搭建了基于Danfoss变频器和RT Box实时硬件在环仿真器的并联逆变系统实验平台,对所提出的光伏功率最大化策略、电压扰动抑制策略、运行模式无缝切换策略和并网电流谐波抑制策略分别进行了实验验证。