随着分布式发电技术的迅速发展,电力系统中分布式能源渗透率不断提高,导致电力系统惯性与阻尼特性相对降低,对电力系统运行控制造成不可忽视的不利影响。虚拟同步发电机技术通过控制策略使分布式发电单元模拟了同步发电机的惯性、阻尼特性,具有同步发电机的静态及动态特性,对电力系统起到一定的支撑作用,是解决分布式能源并网问题的重要基础,得到了人们的广泛关注。本文主要围绕储能变流器等效为虚拟同步发电机这一课题,研究了储能单元及并网变流器的控制策略,并着重研究了储能单元能量、功率约束下虚拟同步发电机参数设计,及储能单元荷电状态(State of charge,SOC)与虚拟同步发电机协调控制策略。论文在广泛调研国内外文献的基础上,归纳总结了虚拟同步发电机控制技术的研究现状及趋势,指出了储能单元特性约束与虚拟同步发电机控制策略的匹配问题值得深入研究。为此,论文建立了储能单元及双向DC-DC变换器构成的直流侧模型,并给出其控制策略。随后给出了虚拟同步发电机控制策略的本体模型,并借鉴传统并网变流器控制结构,给出虚拟同步发电机整体控制策略。针对储能型虚拟同步发电机系统稳定性及参数设计问题,首先建立虚拟同步发电机有功-频率小信号模型,分析了惯性系数及阻尼系数对系统动态性能的影响,并根据该模型,推导出时域下虚拟同步发电机输出有功功率、能量与阻尼比之间的关系,并给出以储能特性约束下控制参数选取过程。由于储能单元在运行过程中其输出特性会发生变化,为获得准确的匹配参数、提高储能单元合理利用率,论文考虑储能单元SOC对其输出功率和能量的影响,采用基于SOC自适应调整系统参数的控制策略;针对提高储能单元SOC维持能力、保证储能单元调频能力可持续性的问题,采用SOC控制与阻尼控制自适应协调控制策略,分析并给出了SOC控制系数及协调控制函数的设计方法。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建储能型虚拟同步发电机仿真模型,对相关理论分析及控制策略进行仿真验证,仿真结果表明理论分析的正确性与所提控制策略的有效性。最后在物理平台上进行虚拟同步发电机基本功能验证,实验结果表明本文所提虚拟同步发电机控制参数设计方法的有效性。