传统交流电网存在大量同步旋转发电机,系统惯性大,当负载功率突变时,系统频率和电压的变化率小,交流电网稳定性强。交流及直流微电网中电力电子变换器取代了传统交流电网中的同步发电机,但电力电子变换器惯性小,当分布式电源和负荷波动时,微电网的频率和电压的变化率大,威胁微电网的稳定运行。通过逆变器模拟同步发电机可增强交流微电网的虚拟惯性,减小交流微电网频率的变化率,提高交流微电网的稳定性。本文通过交流微电网与直流微电网的类比,研究带虚拟电容的下垂控制来提高直流微电网的虚拟惯性,减小直流母线电压的变化率。通过调整下垂系数改变直流母线电压的稳态特性;改变虚拟电容的大小来调整直流母线电压的动态特性,实现直流母线电压动态特性和稳态特性的分开调节,提高直流微电网的稳定性。本文直流微电网采用虚拟电容控制,并网运行时由PWM双向并网变换器采用带虚拟电容的下垂控制策略,控制直流母线电压。PWM双向并网变换器运用负载电流前馈消除负载电流变化时对直流母线电压的扰动,虚拟电容改变下垂控制负载电流对直流母线电压的动态特性,减小直流母线电压的变化率。经过理论分析、数学建模和仿真验证,PWM双向并网变换器无论是整流模式还是逆变模式,都能改善直流母线电压的动态特性,提高直流微电网的稳定性。当直流微电网孤网运行时,储能系统双向DC/DC变换器充当主控制单元,采用带虚拟电容的下垂策略,控制直流母线电压。双向DC/DC变换器运用功率前馈控制消除负荷对直流母线电压的扰动,采用虚拟电容控制改善传统下垂控制直流母线电压的动态行为。经过理论分析、数学建模、仿真验证,储能系统双向DC/DC变换器工作于buck和boost工作模式都能改善直流母线电压的动态特性,提高直流微电网的稳定性。通过系统级仿真验证,本文采用带虚拟电容的下垂控制策略,增强了直流微电网的虚拟惯性,减小了直流母线电压的变化率,提高了直流微电网的稳定性。