可再生能源的快速发展对电网的稳定性提出了新的挑战，微网作为解决可再生能源灵活接入大电网的一种技术受到各国学者和工业界的广泛关注。具有下垂特性的电压源逆变器是分布式发电单元与微网的接口，也是微网的核心部件。基于微网对逆变器的要求，本文对具有下垂特性的电压源逆变器的波形控制、输出下垂特性控制以及电网同步等关键技术进行了系统研究。　　 波形控制是电压源逆变器输出下垂特性的前提和基础。在分析相关文献的基础上，针对在逆变器波形控制中广泛使用的PI控制不能抑制变压器漏感和线路阻抗造成的振荡，也不能抑制不平衡负载，重复控制不能有效控制谐波输出阻抗，不利于非线性负荷均分的问题，本文提出了基于外扰内模的三相电压源逆变器的增广状态反馈波形控制策略。仿真和实验表明，该策略可有效抑制工频变压器漏感和线路阻抗等效LCL滤波器的振荡，克服电网、负载的三相不平衡扰动，并可有效控制谐波阻抗，有利于非线性负荷均分。　　 具有下垂特性的电压源逆变器负责控制交流母线的电压和频率，并同其他微源实现负荷均分。常规下垂控制是基于纯感性线路的正弦稳态功率传输模型而设计的，不适用于变压器漏感等效阻感耦合情况，也不能反映瞬时功率传输特性，因而在下垂特性的稳定性方面性能较差。为了解决这个问题，本文首次利用正交帕克变换的功率不变性和瞬时功率理论，求解得到了任意阻抗耦合下电压源逆变器的瞬时功率传输方程，得到了瞬时有功、无功功率与相位差、电压差之间的传递函数矩阵，揭示了有功功率与电压、无功功率与相位差之间的耦合关系，并通过仿真验证了模型的准确性。根据得到的传递函数矩阵，提出并设计了一种改进的下垂控制器，分析了控制器参数设计方法，提高了控制稳定性，降低了传输矩阵的交叉耦合，取得了良好的控制效果。　　 电网同步是实现电压源逆变器下垂输出特性及平滑切换的基础，也是逆变器控制的关键技术之一，电网同步要求在存在电网扰动的情况下，实现对微网的基频正序电压、频率、相位的快速准确跟踪。常规的SRF-PLL由于受到不平衡、谐波电压的影响，其控制带宽受到很大限制，不利于快速实现电网同步，常规的四分之一周期延时对消虽然可以克服电压不平衡的影响，但对谐波扰动无能为力。为了解决这些问题，本文在常规的四分之一周期延时对消负序抑制的基础上，提出了改进的四分之一周期延时对消法，使之不但抑制了基频负序电压，而且抑制了5次、7次谐波正负序电压，有利于克服三相不平衡和谐波电压的影响，提高SRF-PLL的带宽和响应速度，实现对微网基频正序电压、频率和相位的快速跟踪。此外针对电网电压跌落、相位跳变以及频率变化，本文也分别提出了相应的解决方案。　　 最后，在实验室搭建的实验平台上实现了本文提出的控制策略。通过相关实验研究，验证了所提出的控制策略的可行性。