在新能源快速发展的当代社会,世界各国都在大力发展和研究以清洁可再生能源为主体的分布式发电技术,而由分布式电源、储能装置、电力电子设备等组成的微电网是实现分布式电源大规模可持续发电的有效途径。分布式电源通过微电网接入配电网是行之有效的方法。然而微电网在孤岛模式下,由于失去大电网的支撑,容易受到环境扰动从而造成微电网电压和频率的不稳定,且受传输线路阻抗的影响,各发电单元输出的无功功率不能精确按比例分配。在孤岛微电网中功率精确分配和电压调节是保证每个分布式发电单元稳定运行的重要控制目标,因为各单元的电流负荷分配不合理时会导致电力电子设备过载运行,将会降低系统的性能;而且,不合理的电压调节也会降低系统的供电质量。本文主要围绕孤岛微电网系统控制这一课题,研究了微电网分层控制结构的基于下垂控制的分布式发电单元并联运行的微电网系统模型,建立了微电网系统的小信号模型,并对系统的稳定性进行了分析,着重研究了微电网系统分布式运行的二次控制策略,包括无功功率按比例分配控制和电压恢复控制,同时通过小信号建模分析了二次控制对系统稳定性的影响。论文的主要研究工作如下:首先在初级控制中介绍了下垂控制的基本原理,并对发电机组的各个模块进行了详细的设计和分析,给出了各控制模块的参数选取方法。针对孤岛模式下微电网系统的稳定性问题,通过建立微电网控制系统的小信号状态空间模型,分析其参数变化对系统稳定性的影响。其次针对由线路阻抗不匹配而导致各发电单元输出的无功功率不能按比例分配问题以及各机组之间产生的环流问题,基于分布式二次控制的概念,在各发电单元之间建立分布式稀疏通信网络,从而获取相邻单元的无功分配信息,通过一致性算法结合自适应虚拟阻抗控制的方式补偿线路阻抗不匹配对无功功率分配的影响,从而实现无功功率能够精确按比例分配,同时减小各单元输出电压的偏差,达到抑制环流的目的。此方法在实现无功分配和环流抑制的同时无需考虑线路阻抗。最后针对由下垂控制、虚拟阻抗控制和线路阻抗的影响而导致的负载端电压跌落问题,引入基于一致性算法的电压恢复控制,使公共母线电压恢复到其参考电压值,保证对公共负载的可靠供电,该方法同样需要利用稀疏通信网络获取相邻单元的电压信息。通过建立微电网分布式控制系统的小信号模型,分析二次控制参数对系统稳定性的影响。并在Matlab/Simulink仿真平台上验证了以上各控制策略的有效性。