随着新能源发电的不断发展,大量的电力电子设备接入了传统电网,使得传统电网的惯量水平降低。在此背景下,虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）控制策略被提出,用来改善微网系统接入电网带来的低惯量、弱阻尼的问题。本论文以基于VSG控制策略的逆变器为研究对象,分别对VSG控制策略、VSG的离网与并网运行特性、VSG的离并网切换、VSG单机及多机并联时的二次调频技术等方面开展了研究。针对微网系统缺乏惯量与阻尼的问题,本文采用了VSG控制策略来改善系统的惯量与阻尼水平。给出了基于VSG控制策略逆变器的整体控制结构;分别对VSG在离网运行、并网运行时的工作特性开展了研究;对下垂控制在离网运行、并网运行时的工作特性进行了分析,分析了VSG策略与下垂控制的不同之处;通过采取控制变量法的方式分析了VSG的三个关键参数对离网运行、并网运行时响应过程的影响。研究了VSG的离并网切换。针对VSG由离网模式切换至并网模式时因电压相角差而产生冲击电流的问题,本文提出了一种通过计算虚拟功率来获取关键信息相角差进行预同步的方法,该法无需采用锁相环,并给出了VSG并网预同步的控制结构框图及整体控制流程图;其次分析了由并网到离网的切换过程,得出VSG由并网模式切换至离网模式时,可以直接断开并网开关,自然地实现平滑切换的结论。研究了单台VSG的二次调频及多VSG并联时的二次调频。针对单台VSG的传统二次调频存在恢复时间较长与频率短时越限的问题,本文提出了一种变积分系数的二次调频方法,在频率恢复的不同阶段配置不同的积分系数,使得整个频率恢复过程的稳定性与快速性得到提高;针对多台并联的VSG在线路阻抗不同时,在传统二次调频完成后有功出力无法按照设定比例分配的问题,本文提出了一种基于一致性算法的二次调频策略,解决了多台并联的VSG在二次调频结束后有功出力无法按照设定比例分配的问题。最后分别通过Simulink、基于HIL的半实物平台对本文所研究的内容进行了仿真与实验的验证。仿真与实验的结果验证了本文研究内容的正确性与有效性。