随着全球经济高速发展,世界各国大力发展以光伏、风力等新能源为主的分布式发电技术,解决传统能源短缺和环境污染等问题。但是,新能源发电的随机性和间歇性会引起诸如能量管理、多机并联谐振、以及系统稳定性等问题,影响了电力系统安全稳定运行。为了提高新能源利用率,微电网应势而生,为大规模分布式能源利用提供了强力保障。然而,当微电网运行在孤岛模式时,由于缺乏大电网电压和频率的支撑,受到扰动后易出现运行失稳。为此,本文以交流微电网为研究对象,对其孤岛运行下的控制策略及稳定性展开研究。首先,建立了微电网中逆变器在静止和旋转坐标系下的数学模型,设计了逆变器滤波电路参数,研究了逆变器的控制策略,并对PI控制器参数进行整定设计。仿真验证了参数设计的合理性以及控制策略的可行性。其次,根据下垂控制等效电路图,推导出下垂控制方程,分析了下垂控制功率均分的原理。在此基础上,以三电平逆变器为对象,研究了基于模型预测的下垂控制策略,建立了逆变器离散化模型,优化设计了模型预测控制参数。仿真结果表明,基于模型预测的下垂控制策略具有更优越的动态性能。然后,研究了单母线孤岛微电网的稳定性,建立了微电网整体的小信号模型,通过对特征值的分析得出影响微电网稳定性的因素。进而,研究了一种提高微电网稳裕度的下垂控制策略,建立了该控制策略的小信号模型,通过对特征值的分析得出该方法能够有效提升微电网稳定性。仿真验证了微电网稳定性分析理论的正确性以及改进型下垂控制策略的有效性。最后,基于微电网实验平台,对微网逆变器控制策略以及微网稳定性进行了实验研究,实验验证了本文理论的正确性。