近年来,世界各国在新能源替代这一问题上做出卓越的贡献,以分布式可再生能源发电为重点的电力革命已展开了序幕。随着新能源的应用,电能供给增加了新的渠道,同时社会发展也得到了坚实的能源保障。但是分布式可再生能源的接入会出现破坏系统电能质量的现象。为了实现大量分布式可再生能源安全可靠地接入电网中运行,微电网技术被提出来实现这一目的。因此,本文针对微电网孤网时系统内部频率问题展开研究,设计了一种可以改善孤网微电网频率稳定性的质子交换膜燃料电池(PEMFC)等效储能装置,具体开展了如下的工作:首先,对分布式发电(DG)逆变器接口控制策略进行了详细阐述,并分析负荷类型和DG逆变器接口控制策略参与调频的可行性。针对传统下垂控制的缺点,构建了基于微电网系统内储能装置SOC的动态下垂系数,实现了动态下垂控制。该方法较好地考虑到系统内储能装置SOC的不同,合理的分配负荷波动,使储能装置SOC趋于一致,同时为了减少储能装置频繁变化,把SOC的区间划分应用于动态下垂系数中。仿真表明,采用改进动态下垂系数的储能装置所承担负荷量与SOC成正比,实现了储能装置SOC趋于一致,同时也有助于改善微电网的频率稳定性。其次,为了提高分布式能源的消纳能力和减少储能容量需求,本文设计了一种PEMFC等效储能装置(PEES),并提出该装置与微电网中储能装置(蓄电池和超级电容)的多种组合方式,分析各种组合方式应用于微电网中的优缺点。针对三能源混合储能装置应用于微电网及传统储能SOC的变化,在考虑三能源混合储能装置功率响应优先级的基础上,提出了微电网系统多工作模式切换控制策略。仿真表明,相较于传统微电网,采用本文所设计的等效储能装置和多工作模式切换控制策略有利于改善孤网微电网的频率稳定性。最后,针对多工作模式切换控制的微电网中出现频率偏差过大的现象,为了补偿频率偏差,本文研究基于不同调节时间的三能源混合储能装置功率响应频率分层控制。在初级控制中,系统内储能装置采用考虑SOC的改进动态下垂系数。在二级控制中,建立了基于一致性算法的分布式二级频率控制和有功恢复控制。其中,采用本文设计的频率和有功观测控制器,获取了全局频率和有功均值,对频率和有功功率进行全局一致性调整。仿真表明,本文研究的频率分层控制,实现了频率的无差恢复和有功功率补偿。