随着分布式新能源发电渗透率的提升,承载新能源发电的微电网成为当前的一个研究热点。由于新能源发电具有随机性、间歇性、波动性等特点,且微电网中负荷切入切出频繁,从而导致微电网的状态波动;又因为孤岛微电网容量较小仅能满足当地负载用电需求,从而其对扰动作用更加敏感。在微电网的稳定问题中最为突出的为小干扰导致的功率波动问题以及大扰动或故障导致的暂态稳定问题。本文基于虚拟同步机（Virtual Synchronous Generator,VSG）方法,针对孤岛微电网中的这两类稳定性问题进行了研究,论文的主要工作如下:本文首先基于同步发电机（SG）模型建立了虚拟同步机的等效机械模型与等效电气模型,在该模型中将VSG中与SG中的关键装置及状态参数进行了等效,并从物理机理及工作原理方面分析了等效的合理性。针对孤岛微电网功率波动问题,本文基于VSG提出了一种新型的仿励磁控制方法,该方法解决了现有逆变器控制方法中由于忽略线路阻感比以及等效解耦关系不合理导致的控制精度不高的问题。该方法通过对同步发电机外特性进行精确等效以实现逆变器控制信号的精确计算,相比于频率、电压控制效果依赖于负荷状态的下垂控制,仿励磁控制是基于系统功率给定值进行的控制,并且全面考虑了微电网中低压线路阻感比对控制的影响,控制效果更加准确。此外仿励磁控制方法采用旋转转矩将有功与无功解耦,保留了系统完整的信息,能够使控制误差降最小化。然后针对有功及无功功率的波动问题对单机VSG进行了小信号模型构建,并通过根轨迹法分析了功率波动存在时的系统的静态稳定性,结果表明在仿励磁控制作用下单机VSG系统能够实现静态稳定。由于微电网容量较小且负荷与发电单元的随机性特点使得系统容易出现暂态稳定问题。本文基于所提出的仿励磁控制方法,通过构建单机和并联运行的VSG系统的状态模型,并设计自适应脉冲控制器来有效消除外部扰动导致的系统暂态失稳问题。同时应用Lyapunov直接方法证明了所提方法的有效性。最后本文通过仿真实验证明了所提方法的有效性。