当前，各种分布式发电单元大多以直接并网的方式消纳可再生能源，由于传统电网调峰能力不足以及可再生能源并网导致传统电网稳定性下降，可再生能源电力不能很好的与传统电网融合。为了解决上述问题，嵌入各种分布式发电单元、储能装置与负荷的微电网自治运行系统逐渐被应用。在传统大电网允许的情况下，微电网并入大电网运行，计划孤岛或大电网故障情况下，微电网转为离网模式运行，微电网双模式运行方式既提高了可再生能源的利用率，又最大限度克服了可再生能源电力大规模并网导致传统电网稳定性下降的矛盾。但是，微电网在两种模式之间切换时，需要停机，无法保证重要负载的不间断供电。
　　针对上述问题，本文对微网逆变器离/并网双模式平滑切换运行控制策略进行了深入研究，并进行了一系列仿真和实验验证。实验结果表明，相比较恒压恒频控制/恒功率控制（PQ/Vf），下垂控制策略（droop）更适用于微网逆变器离/并网双模式切换运行。并且，为了增强逆变器离网模式下的频率稳定性，实现逆变器并网功率精确控制，从增加系统惯性和虚拟阻抗技术两方面改进传统下垂控制策略，仿真证明了改进下垂控制策略的有效性。具体研究内容如下：
　　首先，总结微电网以及微电网离/并网平滑切换运行的发展现状，确定微电网常用的离/并网切换控制策略有恒压恒频/恒功率控制（PQ/Vf）控制策略和下垂控制。针对PQ/Vf双模式切换控制策略，建立了双模式逆变器数学模型，设计了PQ/Vf策略双控制器结构，根据切换时的等效电路，分析了PQ/Vf切换策略的暂态过程，得出，PQ/Vf切换策略在并/离网切换时容易产生超调电压。
　　为了实现逆变器双模式平滑切换运行，选用下垂控制策略作为双模式切换控制策略，克服了PQ/Vf控制策略切换时调制比突变的缺点，避免了PQ/Vf控制策略在逆变器由并网模式切换到离网模式时产生超调电压。并且，增加了预同步控制环节，抑制切换时产生的冲击电流，实现了并/离网双模式平滑切换。
　　进一步，为了改善逆变器并网模式的稳态特性，本文在传统下垂控制的基础上，增加了虚拟阻抗技术，消除了线路阻抗引起的传输功率耦合，实现稳态时并网功率精确控制。为了增加逆变器离网模式下的惯性和阻尼，对比分析了同步发电机与下垂控制逆变器的频率数学模型，将同步发电机的频率数学模型引入到下垂控制器中，使逆变器获得类似同步发电机的惯性，并且为了消除引入同步机频率数学模型后带来的逆变器并网功率震荡的问题。本文通过优化改进下垂控制器结构及参数，保留逆变器的惯性控制环节的同时，消除了并网功率震荡。
　　下垂控制策略相较于PQ/Vf切换策略更适用于微网逆变器离/并网双模式平滑切换运行，但是采用下垂控制的逆变器在并网模式下会因为线路阻抗参数引起传输功率耦合，无法实现并网功率精确控制，而且在离网模式下，逆变器缺乏惯性。因此，在提出采用下垂控制策略控制逆变器双模式平滑切换运行的同时，利用虚拟阻抗技术消除并网功率耦合，并且，引入同步发电机频率数学模型增加逆变器惯性，通过改进结构，优化参数，消除了引入同步发电机数学模型引起的并网功率震荡。最后搭建了实验系统平台，完成了逆变器单机离网实验、预同步实验、并网实验，实验验证了所提策略的有效性。