人类文明前进的历史就是一部对能源开发和利用的历史。在经济社会发展和人口大量增加的同时,传统化石能源的储量越来越少,而在对传统能源的消耗过程中造成的污染却越来越严重。近年来,风、光等新能源发电以其天然无污染和蕴含丰富可再生等优势,越来越多的得到开发和利用。可再生能源发出的电通常先组成微电网再进行并网。作为连接分布式电源和配电网的枢纽,逆变器的多功能控制在可再生能源的分布式发电方面起着重要的作用。逆变器是由电子器件构成,优点是易于控制、响应速度快,但是存在缺乏传统同步发电机具有的惯性和阻尼的问题。如果可以设计控制算法,使其具有同步发电机的输出特性,就能够结合两者的优点,有利于分布式发电系统的运行稳定性。本文正是利用虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的控制方法,提高逆变器的接口特性。该方法不仅能够在孤岛时为微电网提供电压和频率的支撑,还可以在负载波动下为逆变器增加惯性缓冲和阻尼效果,参与微电网电压和频率的调节。本文主要研究了微电网逆变器的虚拟同步发电机控制策略。首先介绍了在传统化石能源缺点日益凸显的背景下,依靠可再生能源进行发电的分布式电源以组成微电网的形式进行利用的现状和前景,指明了课题研究的现实意义。在引出虚拟同步发电机控制之前,对比了几种传统微电网逆变器的控制策略,指出了各自的优缺点和适用范围。根据传统同步发电机数学模型,建立了虚拟同步发电机的控制结构。根据有功-频率调节特性和无功-电压调节特性将虚拟同步发电机控制分为有功环和无功环来进行研究,设计了虚拟调速器、虚拟摇摆方程控制结构以及虚拟励磁调节器。通过小信号模型和传递函数,分析了逆变器主电路参数和虚拟转动惯量、虚拟阻尼对系统输出功率频率响应特性的影响。并对参数进行了设计。在Matlab/Simulink软件平台上进行了系统的仿真。仿真模型分为主电路、有功频率、无功电压、虚拟阻抗以及SVPWM控制五个部分,又详细介绍了主要控制器的搭建过程。虚拟同步发电机控制下逆变器的仿真结果分为:孤岛运行带电阻性负载和阻感性负载的输出特性;并网条件下给定参考功率发生变化时的输出特性;对比了相同负载条件下虚拟同步发电机控制和下垂控制的频率输出特性;在负载进行切换时虚拟惯量和虚拟阻尼对频率输出特性的影响。最后,以DSP320F2812为控制芯片,研制了基于虚拟同步发电机控制的逆变器硬件实验平台。以CCS3.3为软件平台,编写了控制算法的实现程序。结合硬件平台和软件程序,实验部分首先对霍尔、调理、过零等电路的输出波形进行了验证,在校对了SVPWM控制信号之后,对控制算法下逆变器的输出波形进行了测量,实验结果证明了控制方法的有效性。