随着传统化石能源的减少,微电网因为其环保的理念获得了人们广泛的关注。分布式发电单元通过逆变器接入微电网,微电网是在一定区域内由多种能源结构形成的一个可以自行供电的局部电网,并通过开关器件(断路器)接入大电网。逆变器的传统控制策略为下垂控制策略,该策略的特点是响应速度快,但是由于这个特点导致负载发生变化时,系统不能及时给予调节,对负载的正常运行带来不确定性。传统下垂控制的参考频率存在突变的现象,对微电网的正常运行存在不小的挑战。参考一般的大电网中采用常规同步发电机(Synchronous Generator,SG),SG可以很好地为系统提供转动惯性和阻尼特性,SG在受到干扰的情况下也可以将转子中的能量并入到电网系统中。SG的这些特点使得大电网的稳定性得到了很明显的保证。所以有些学者提出了模拟SG转动惯性和阻尼特性的逆变器控制策略,这种策略被称为虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制策略,该控制策略通过控制逆变器的开关,来模拟SG的特性,可以在逆变器中模拟SG的转动惯性和阻尼特性,可以有效地改变微电网系统中的转动惯量,对于稳定电网的输出电压和输出功率有明显的作用。在实际应用中逆变器都是并联运行的,但是逆变器的并联运行也存在不少问题,由于线路阻抗差异、各个逆变器输出端瞬时电压幅值不同等,都容易导致环流的出现。环流会导致逆变器损耗增加,从而影响微电网的输出效率。因此对于环流抑制策略的研究就变得很有意义。本文首先介绍了微电网的研究背景、意义,介绍了 VSG的国内外研究现状,根据国内外的研究现状分析了电压型和电流型控制策略。对逆变器并联产生的环流原因进行了简单的分析,对现在主流的环流抑制方案进行了简单的介绍。其次本文分析了 SG数学模型,并对VSG的数学模型进行全面的分析,建立了 VSG的数学模型,并且在其中引入了虚拟转动惯量这一概念,再通过Matlab/Simulink仿真软件对VSG进行了建模,分析了 VSG关键参数对VSG运行是的影响。再者本文分析了 VSG并联运行时产生环流的原因,提出了基于VSG算法的虚拟阻抗,将虚拟阻抗加入到电压电流双闭环环节中,因为VSG在特性和机理上可以很好地模拟SG,通过在VSG的电压电流双闭环控制加入虚拟阻抗来模拟大电感,既可以抑制并联系统中的环流,也可以有效地抑制输出电压的跌落。且计算取值较为简单,易于实现。再通过Matlab/Simulink仿真验证了所提出的控制策略可以抑制系统环流,保证系统输出电压的稳定性,较大地改善了电能质量。最后,介绍系统的软硬件结构,其中包括硬件电路和软件流程图。对硬件的参数和器件的选取进行深入的分析,对系统软件实现进行程序流程图设计。