微网是一种将发电机、负荷、储能装置及控制装置等系统地结合在一起,形成的具有自我控制、自我保护和自我管理能力的小型自治发配电系统。微网作为一个能够为电网提供支持的完整的可控单元,是智能电网的重要组成部分。本文就微网逆变器的建模、控制和微网系统协调控制三个方面,分别对逆变器的运行特性、虚拟阻抗的分析与控制、不同运行状态下的参数选取、适应微网多运行模式的平滑切换控制策略、基于控制器参数自适应的微网调频算法及微网离网的控制策略等方面进行研究。具体研究工作和创新内容如下:(1)详细介绍了微网产生背景、微网定义以及微网特点,并根据微网目前的研究现状,总结了微网中关键技术研究,内容涵盖了微网结构设计、微网逆变器控制策略介绍和对比、微网优化控制和协调调度算法、系统规划和能量管理算法等方面。(2)微网逆变器的输出阻抗影响运行时的稳定性以及多机并联的功率分配。本文建立了基于V2C虚拟阻抗算法的逆变器阻抗模型,通过零极点估算、根轨迹和伯德图,分析了在并网模式与离网模式下不同虚拟阻抗参数、不同网络特性参数、不同控制器参数对运行特性的影响以及输出变量的响应规律。根据并离网运行约束条件及阻抗模型函数特征,确定了虚拟阻抗的合理取值范围,并对控制器参数优化公式系数进行了修正。仿真与实验均验证了该模型的准确性。(3)提出了一种基于VSG功角限幅的低电压穿越策略,在限制电流指令的同时对VSG功角进行限幅,保证了故障恢复时的快速稳定响应。提出了一种基于VSG的微网多运行模式平滑切换控制策略,可以实现并离网的无缝切换及微网不同模式下的稳定运行。(4)微网组网灵活的特点对二次调频算法的控制器参数设计提出更高的要求,当系统工况如功率分配特性、输出阻抗以及接入条件改变时,控制器参数都应及时在线调整。本文通过建模分析,将传递函数进行有效的等效与化简,推导出调频控制器的参数校正公式,提出一种调频控制器参数自适应算法。当微网运行情况改变时,系统频率均可迅速恢复稳定。(5)离网状态下,微网独立自治运行,具有调频与调功两个调度任务。调频作为首要任务,由MGCC控制实行;调功作为次要任务,由EMS规划调整。MGCC与EMS的协调配合,是微网安全高效运行的重要环节。本文分别针对VF模式与下垂模式的微网,对比了各模式的特点并指出尚存在的不足。分析与算例表明,协调控制模式影响EMS算法的边界条件、算法复杂程度以及与MGCC的指令配合,可为上位机调度策略与数据接口设计提供重要参考。(6)搭建了包含微网逆变器、储能装置、光伏发电系统、EMS和MGCC的一套完整微网实验平台,在此实验平台上,对文中所研究的各类成果进行了实验验证。