随着环境问题的日益凸显,可再生能源发电得到了大规模应用。微电网是重要的分布式电源组织形式,不仅可以充分发挥可再生资源的优势,更能减少分布式电源对大电网的不利影响。然而,微电网的并网发电控制主要是采用电力电子并网逆变器模式,该模式具有控制灵活,响应速度快的特点,但也存在转动惯量小,缺乏必要的阻尼等缺点,当分布式电源的数量不断增加时,将会严重威胁电网电压和频率的稳定。同步逆变器是基于虚拟同步发电机技术的电压型逆变器,它可以给微电网提供必要的惯性和阻尼,从而提高系统的稳定性。本文以交流微电网为研究对象,重点对光伏发电系统DC/AC逆变器的虚拟同步发电机控制策略进行了研究。首先,介绍了微电网的概念及国内外研究现状,重点阐述了微电网逆变器虚拟同步发电机控制概念。其次,以同步发电机的二阶典型模型作为虚拟同步发电机的控制算法,设计了虚拟同步发电机的控制结构。然后,根据低压微电网的线路阻抗的特点,引入了虚拟阻抗控制,使得虚拟同步发电机控制能够在低压微电网中使用。仿真证明了所设计的虚拟同步发电机控制策略及相关理论的正确性。分析了惯量参数、阻尼参数对系统输出频率及有功功率的影响。在惯性自适应控制的基础上,提出一种适用于孤岛模式下多机并联运行的惯性阻尼混合控制策略,建立虚拟同步发电机并联组网运行时的小信号模型,为控制参数的选取提供理论依据。同时,搭建交流微电网MATLAB仿真模型,对所提控制方法进行了仿真。结果表明,引入该控制策略后,有效降低了负荷引起的频率突变,提高了微电网系统的稳定性。针对虚拟同步发电机有功稳态和动态特性调节之间的矛盾问题,提出了引入功率微分项的虚拟同步发电机控制策略,并将它运用到并网发电模式中加以分析。通过对微分项系数对系统的影响分析,给出了其参数的整定原则。仿真证明了引入功率微分项可提高系统的稳态特性。