当代社会,能源问题和环境矛盾的不断加剧,分布式发电(distributed generation,DG)技术也日趋成熟,并在电力系统中得到了广泛应用。当电网发生故障或计划性停电时,可以利用DG为配网中的重要负荷供电,建立临时性的配电网孤岛。这样不仅可以维持关键负荷的供电,提高电力系统的韧性,还可以提高可再生能源的利用率。孤岛运行对于提高配电网可靠性,具有十分重大的意义。配电网孤岛运行的一个基本特点是电压和频率的波动范围较大,而且受间歇性电源功率波动和负荷变化的影响明显。由于缺乏大电网的支撑,其稳定性问题将进一步加剧。因此,良好的控制系统对于配电网的孤岛运行是不可或缺的。本文主要工作如下:首先,对目前传统的几种孤岛控制方法进行了介绍和分析,总结了所存在的优点和不足。详细分析了有功-相角下垂控制方法所存在的有功功率分配问题,针对这一问题设计了相应的补偿控制。该补偿控制方法可以借助微型PMU测量的信息,调节每个DG分布式电源的有功出力,实现有功功率的精确分配,并通过基于PSCAD/EMTDC平台的仿真模型说明了控制的有效性。为了提升配电网孤岛系统的动态性能,对整个系统建立了完整的小信号模型,分析了有功补偿控制参数变化下系统特征根的变化情况。提出了配电网孤岛控制参数优化模型,以小信号模型计算出的特征根结果为基础,优化选取了关键控制参数,可以保证系统的稳定安全运行。最后,针对配电网孤岛系统离并网的切换过程,提出了一套基于有功-相角下垂控制的切换控制策略。因为该切换方法在孤岛和并网运行模式下结构相似,控制器切换时对系统的冲击较小。通过所设计的切换策略对并网点两侧的电压进行准同期调节,可以有效减小切换时带来的冲击电流。