孤岛交流微电网中作为分布式电源的清洁可再生能源渗透率较高时,并网变流器通常采用下垂控制。由于线路参数不匹配,这些分布式电源输出的无功功率不能按容量比例进行分配,不仅降低了电源的利用率,甚至会引起无功环流。另外由于微电网中采用下垂控制的分布式电源不能等效为PV、PQ或平衡节点,因此无法直接基于传统的潮流算法进行微电网的潮流优化。本文首先通过分析两种连接形式的分布式电源之间无功功率的分配机理,给出在下垂控制中加入满足电压约束和稳定性约束的虚拟阻抗解决方案。然后设计适用于包含下垂控制分布式电源的微电网稳态潮流算法,并以此为工具应用虚拟阻抗对微电网的潮流进行优化调控,使其在满足各个分布式电源按容量比分配无功的前提下,实现运行网损最小。具体的研究内容如下:首先,针对直接并联结构的分布式电源,通过分析发现线路阻抗的不匹配会引起相关节点电压的不匹配,进而造成分布式电源之间的无功功率分配不按容量比例。通过在控制中加入合适的虚拟阻抗可以有效解决这个问题。进一步针对微电网中更具一般性的网状并联结构分布式电源,基于无功功率分配机理的分析,给出实现电源之间无功功率按容量比分配的虚拟阻抗取值约束。同时建立网状并联结构分布式电源系统的小信号模型,基于电压约束和系统稳定性分析获得虚拟阻抗的取值范围。其次,基于下垂控制的工作特性,建立包含下垂控制分布式电源的微电网稳态潮流模型,并对包括下垂系数在内的各个变量进行完全标幺化。根据该完全标幺化模型可以准确计算出微电网的稳态潮流。以该潮流算法为基础,以微电网网损最小为优化目标,在满足电压幅值约束、系统稳定性约束和电源间无功功率按容量比分配约束等条件下,应用粒子群算法对虚拟阻抗取值进行寻优,以实现利用虚拟阻抗对微电网的潮流进行优化调节。最后,分别在MATLAB和实验平台上验证本文所给的微电网的潮流算法以及基于虚拟阻抗的分布式电源无功功率分配和微电网潮流优化控制等方法的有效性和准确性。