微电网作为分布式电源的智能管理系统,推动了分布式可再生能源的发展。分布式电源需借助接口逆变器控制技术向电网或负荷传输电能。考虑微电网自身容量小、惯性弱、阻尼小的特点,当分布式电源出力振荡、非线性负荷增多、连网端故障时,会引起微电网频率漂移、输出电压/电流三相不平衡等电能质量问题,使微电网无法满足安全可靠运行要求。为解决这一问题,许多专家和学者开始着手微电网接口变流器控制技术的研究以期实现电能质量的辅助治理。传统的变流器控制策略动态响应速度快,但惯性弱、扰动大且大量并网会削弱电网稳定性。近年来被广泛关注的同步逆变器设计了虚拟转动惯量,为微电网提供了一定的惯性和阻尼支撑,为接口逆变器控制技术提供了一种新思路。因此,本文基于同步逆变器控制,分别对并网和孤岛运行模式下的微电网中存在的突出电能质量问题展开研究,提出了相应的微电网电能质量优化控制方法。具体研究工作如下:(1)微电网同步逆变器控制及其电能质量分析。分析了同步逆变器控制策略及同步逆变器控制下的微电网中存在的电压、频率电能质量问题。即对同步发电机的模型及结构进行剖析,引出同步逆变器结构、原理及数学模型,并对同步逆变器的控制策略逐一分析,建立了完整的同步控制系统。建立了同步逆变器控制下微电网并网和孤岛运行模式的仿真模型,利用仿真实验来定性分析两种模式下的突出电能质量问题,为后续章节针对性解决相关电能质量问题提供了一定的理论和实验基础。(2)基于态势利导的同步逆变器负序电流抑制方法。针对并网运行的同步逆变器,在电网电压不平衡时输出负序电流导致三相并网电流严重不平衡,进而使电网不稳定加剧的电能质量问题,提出了一种抑制负序电流的态势利导方法。该方法首先对逆变器输出电流进行态势预测,提前预知电流态势信息,然后将预测所得电流变化量转化为相应电压变化量作为前馈信息输入同步控制系统进行实时补偿,可实现同步逆变器态势利导下的快速预防控制。基于仿真实验验证该方法能有效抑制电网电压不平衡时的负序电流,降低了电流不平衡度,并提高了控制系统的动态性能。(3)基于同步逆变器的孤岛微电网调频控制策略。针对孤岛运行的同步逆变器,在负荷侧发生负荷波动时,系统频率发生偏移甚至越限而使系统无法正常运行的电能质量问题,提出了一种同步逆变器控制下的调频控制策略。效仿典型同步发电机——微型燃气轮机的一次和二次调频控制策略,采用理论建模和数学推导的方法得到同步逆变器的一次调频和二次调频控制策略,实现了无差调频。并搭建了两同步逆变器的调频仿真模型和实验平台,验证了所提方法的有效性。