近年来,风力发电、光伏发电等新能源发电技术得到大力发展,有效缓解了化石能源短缺的问题,符合我国能源低碳化的宗旨。以新能源为主的分布式发电系统存在抗扰性弱、波动性大等特点,无法维持自身安全性和稳定性,为强化其抗扰性,引入逆变器等电力电子器件作为其与电网之间的功率传输载体和控制中心。电子化的电能系统缺乏传统电网系统所具有的惯性支撑能力和减缓频率变化的能力,而虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）通过模拟同步发电机的特性,使逆变器“同步机化”,可以有效解决上述问题。基于此,本文采用VSG控制技术,对逆变器并网的相关问题展开研究,内容如下:（1）本文对逆变器主电路以及VSG控制策略进行详细分析,包括对VSG有功环和无功环的设计。文中采用准PR控制,并与电压电流双闭环控制的性能进行比较,确定主电路的LC滤波参数和VSG控制器的虚拟惯量、虚拟阻尼,优化了 VSG并网过程的功率输出曲线,保障了 VSG并网运行的稳定性。（2）考虑到VSG直接并网会产生较大的冲击电流,本文对VSG的并网条件进行分析,按照电力系统对逆变侧电压与网侧电压的相位差、幅值差和频率差的调节要求,在VSG并网前采用预同步控制。鉴于传统预同步控制结构复杂、响应慢等缺点,本文采用一种基于虚拟功率的预同步并网控制策略,即假定PCC存在虚拟阻抗,对虚拟阻抗上形成的虚拟功率进行控制,生成虚拟角频率和虚拟电压幅值,并将值分别补偿给VSG的有功环和无功环,实现了 VSG的平滑并网。（3）本文对预同步控制的参数检测部分进行改进,传统预同步的检测方法为锁相环（Phase-locked Loop,PLL）,该方法为闭环检测,含PI控制器,需多次比较才能准确捕获电压参数,预同步时间长。基于此,本文提出一种利用开环相频（Open Loop Phase Frequency,OLPF）检测的改进预同步控制方式,搭建电压幅值和相位的开环数学模型,接着对相位进行线性化处理,开环输出电压三要素。该策略主要优势为开环检测,快速掌握电压参数变化,缩短预同步时间。（4）本文搭建VSG预同步并网的仿真模型以及硬件在环实验平台,分析负载突变以及虚拟惯量、虚拟阻尼变化对系统稳定性的影响,结果表明:基于虚拟功率的预同步并网技术可以减小VSG输出功率的超调量,缩短并网不稳定时长,提升并网稳定性。最后,通过VSG并网的仿真和实验,对传统预同步控制和改进预同步控制进行对比,验证了改进预同步控制的有效性。