由于能源紧缺以及化石燃料等不可再生能源与环境之间产生的各种矛盾与问题愈发严峻,太阳能、风能等可再生能源逐渐受到人们的重点关注。这些可再生能源接入到分布式系统中,具有节能环保、安全稳定等优点。微电网是一种新型的分布式电源形式,可以有效改善电能质量,避免电力故障,提高发电效率。逆变器是分布式发电系统与微电网之间的能量交换的纽带,控制灵活,响应速度快。然而,由于逆变器缺乏旋转惯性和阻尼特性,导致微电网的稳定性无法得到保障。同步发电机具有天然良好的惯性和阻尼,在电网中得到广泛应用,因此,如果可以模拟同步发电机的运行方式,使逆变器具有相应的旋转惯性和阻尼特性,那么微电网的安全性和稳定性则可以得到保障。由此,虚拟同步发电机技术应运而生。本文首先对微电网的结构和特点进行简要介绍,分析了微电网的发展现状,得出逆变器是微电网发展的关键所在。然后,通过介绍了微电网逆变器的三种传统控制方法,分别分析三种方法的控制过程,而后引出了一种新的逆变器控制策略,即虚拟同步发电机控制技术。介绍了同步发电机的结构和数学模型,在此基础上,得到了虚拟同步发电机的数学模型和拓扑结构。给出了虚拟同步发电机的主要控制算法设计,并对虚拟同步机系统结构进行改进,将基于二阶广义积分的锁相环结构应用在虚拟同步机系统中。接着,针对功率-频率算法进行小信号建模,并在此基础上提出了一种基于虚拟同步发电机的自适应控制,研究了旋转惯性和阻尼系数对虚拟同步发电机输出频率和功率波动的影响,并确定一个系统的最佳阻尼比。在MATLAB/Simulink仿真平台上建立虚拟同步发电机的仿真模型,仿真验证了虚拟同步发电机算法控制逆变器的可行性和基于二阶广义积分的锁相环可以提高系统的稳定性。最后,在ModelingTech电力电子仿真实验系统中搭建系统实验电路,进一步验证了虚拟同步发电机控制策略的准确性。该论文有图53幅,表5个,参考文献51篇。