风电、光伏等非水可再生能源分布式发电系统一般都是通过电力电子变流器并入电网。基于矢量控制的变流器输出的功率与系统频率解耦,不具有和同步发电机一样的惯量特性和阻尼特性,因此大规模的分布式电源并网,会导致电网系统的惯性不足。基于虚拟同步发电机(Virtual synchronous generator,VSG)的逆变器控制技术可以使得逆变器具有同步机一样的惯量特性和阻尼特性,是解决上述问题的有效手段。为了进一步提高VSG控制的性能,传统的JD自适应控制策略根据不同工况下系统频率变化率调整VSG的转动惯量J和阻尼系数D,以达到优化动态性能的目的。但是该方法没有考虑在系统频率低于额定频率时,阻尼系数D对逆变器输出功率的影响;由于没有考虑系统阻尼比ζ的变化,因此可能出现系统阻尼比ζ过大或者过小,不利于稳定。基于此,本文提出了一种考虑系统阻尼比ζ约束的改进JD自适应的控制策略,根据系统的频率变化率建立转动惯量J的自适应方程。当转动惯量J确定后,通过系统阻尼比ζ约束阻尼系数D的大小,将VSG控制限制在欠阻尼的状态下,保证了VSG在运行过程中的稳定性。考虑到在系统频率低于额定频率工况下,阻尼参数D对逆变器输出功率的影响,本文根据系统频率偏移量选用不同的系统阻尼比ζ,通过ζ调整阻尼系数D的大小。使得逆变器在系统频率低于额定频率时,能输出更多的有功功率;在系统频率高于额定频率时,减少输出的有功功率。针对并网逆变器由于与电网电压不同步,在并网瞬间带来冲击电流的问题,本文给出一种VSG预同步控制策略。通过在VSG的功率环中加入积分环节,且将VSG频率基准值和电压基准值分别修改为电网电压的频率值和幅值,利用PI控制器可以实现无差调节的特点,控制逆变器的输出电压,使其与电网电压在频率、幅值和相角一致。最后在Matlab/Simulink软件平台搭建了定参数、传统自适应控制和本文所提控制策略的仿真模型,通过仿真对比,验证了本文所提的自适应控制策略的优越性。同时搭建了VSG的预同步控制模型,通过与未采用预同步控制的并网方法进行对比,验证了本文所提的VSG预同步控制策略的有效性。